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科學報 科學文摘 宇宙

兩份研究證明,大量的地下水周期性的上升至地表


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更新日期:2022406
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火星上的Palikir隕石坑壁上的斜坡暗示著地表季節性的液態水泄漏。

大約10億年之前,科學家說,火星上的河流要多於地球,可能充滿深層地下蓄水層,並且當前可能每年仍噴發至表層以沖洗火星隕石坑深層壁上的溪穀。

這項發現來源於兩個獨立的研究,分別發表於Science Advances和Nature Geoscience。

一開始,由芝加哥大學-伊利諾伊的行星科學家Edwin Kite帶領的團隊,查看了關於火星河道的高分辨率地形圖,並與注入河道的排水盆地的大小進行比較。

他的隊伍發現,即使這些河流是間歇性的,但大約是當前地球上的兩倍寬,因此攜帶了相對更多的水。

Kite的團隊同時發現這些湍急的流量存在於大約10億年前,在這些流域每天以0.3到2.0毫米的平均流量注入。

芝加哥城市平均每天2.56毫米的降雨量,與之相比,澳大利亞阿德萊德平均1.5毫米的降雨量。因此在雨季,古代火星可能與現代地球大部分區域濕度相近。

Kite 補充道,所有水的來源依然是未知。“我們不知道水的來源是否是雪融水或者降雨。”

但是這證明星球是溫暖的且已經誕生了很長時間,大多數的地表水依次存在,科學家認為稀薄的大氣層將他們深度凍結。

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“問題就是如何讓星球變得溫暖而不是這些水來自哪裏。”Kite說道。

他還提到,氣候變暖周期性的一種可能性,就是升溫循環由來源於火星冰蓋的二氧化碳的蒸發量變化或者通過其他溫暖氣體的循環增加引起,例如甲烷或者水蒸氣。

最終,大多數液體水會流失到太空或者保存在火星兩極。

但是部分進入地下水,儲存在深層蓄水層,例如那些已知存在於地球撒哈拉沙漠下。

第二項研究的作者,南加州大學行星科學家Essam Heggy認為,夏天仍可能出現一些短期存在的溪流,每個火星年,一些火星隕星坑壁都會有黑條紋,但不可稱之為反複出現的斜坡線。

關於這些條紋是由水形成的論點存在多種爭議(一種理論認為是由崩岩或相關的類似於雪崩的過程造成),但是Heggy認為,可能由火星地下的幾百米深的地下水流動導致,由古代撞擊形成向上湧動的結構。

就像噴水井,由地球下方上覆地層的壓力向表層湧出,這些噴水井在隕石坑壁的較弱點向上噴出並且沿著斜坡流下,由似乎是閃光的流水侵蝕溪穀以及使得周邊的石頭變黑。

“這些特征是火星的秘密,”他講到,“因為他們是我們所了解的為數不多的動態特征之一,這意味著他們在噴泉中產生消失在瀑布中。”

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這些條紋已經被觀察了很多年,但是先前對於他們來源(除去不需要水的)的觀點意味著他們由一些出現在近地表層的冰雪融化過程生成。

“我們認為這並不來源於地表層。”Heggy說,“這來源於地下的泄漏。”

一方面,這項發現來源於對水或海水運動建立的模型,以認為發現於火星地表大約750米以下為條件。但是這也說明重複出現的線的位置與已知的撞擊相關的裂縫相關,為地表水的流動提供了路線。

Heggy說這項研究為理解火星和地球同樣重要。

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“這可能與我們在撒哈拉看到的相似,表明撒哈拉也有具有地表水流動特點的區域,可能由深層噴井通過與在火星上的研究相似的裂縫的泄漏導致。”

在火星上,從這類噴井發現泄漏不是唯一的證據證明地下水仍然存在,但是地表水一定曾存在流入他們才可填滿。

這也證明我們仍需要在沙漠中研究多少化石中水的運動,不管是在撒哈拉,阿拉伯半島還是在廣袤的澳大利亞。

我們需要理解沙漠環境中地下水來幫助我們理解火星和其他星球。

對於那些對地球遙遠未來感興趣的人,了解火星上的地下水如何形成,如今在哪裏,以及如何流動,可以幫助我們理解與我們星球上相似之處,並且如果我們經歷相同的氣候進化,火星也將具有相同的變化。

理解火星的進化對於理解地球長期未來具有至關重要的作用,並且地下水是此過程的關鍵因素。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Richard A. Lovett-李Nn

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