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火星地质特征之谜
2020年07月31日 16:21 来源:光明日报 作者:王艳红 字号

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  【科普小博士】

  40多亿年前,一颗巨大的小行星撞上火星,把火星北半球撞飞了一大块,飞溅的碎片逐渐凝结成两颗卫星。一项最新研究说,这一场景可以很好地解释火星一些地质特征。

  火星南北半球差异显著:北半球地势较低,相对光滑平坦;南半球地势较高,崎岖不平。科学家曾对此提出不同假说,包括小行星撞击、火星板块运动、远古海洋影响等。此外,火星的物质成分与地球有明显差异;其两颗卫星的形状和成分也比较特别。这些火星地质特征之谜一直令人类困惑。

  美国科罗拉多大学博尔德分校日前发布公报说,该校科学家与日本东京工业大学同行合作研究,认为小行星撞击假说可以一次性解释这三个问题。

  火星陨石成分表明,火星地幔中铂、锇、铱等稀有金属含量较高。稀有金属通常存在于固态天体的地核里,而不是包裹地核的地幔。这意味着,火星可能在形成早期受过撞击,外来天体留下了过多的金属元素。

  研究人员估算,稀有金属约占火星总质量的0.8%。计算机模拟显示,要在火星上留下这么多稀有金属,需要在44.3亿年前由一颗直径1200公里的小行星撞击火星,加上此后一串小规模撞击。相关论文已发表在美国《地球物理通讯》月刊上。

  这颗小行星的撞击对火星地壳造成了巨大影响,形成了火星南北半球迥异的状况,也符合北半球地表比南半球年轻的事实。此外,撞击产生的碎片在绕火星轨道上形成一个环,环中的物质逐渐聚集形成火卫一和火卫二,导致这两颗卫星由一部分火星物质和一部分外来物质组成,就像人类观测到的那样。

  研究人员说,如果确实发生过这样的撞击,火星表面应该经历了外来天体物质与火星原有物质逐渐混合的过程。他们将进一步研究不同时期的火星陨石,看是否能发现混合程度不同的迹象,以检验这一理论。

 

  

  

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姓名:王艳红 工作单位:

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