火星表面沟壑形成原因_天文地理知识科普

火星跟地球一样都是围绕这太阳转的，那你知道火星的表面有沟壑吗?那你知道那些沟壑是怎么形成的吗?

火星表面沟壑

在美国宇航局的火星勘测轨道器(MRO)拍摄的图像中，火星表面呈现出一种粉色、紫色、蓝色和绿色的色彩组合。这些不同的颜色所代表的是该地区不同的地表化学物质成分，可以看到这些地区也存在很多脉络一般分布的沟壑。

主流科学界认为火星地表的这些沟壑成因与地球上的同类沟壑成因是一致的，一般都与液态水的冲刷过程有关。然而根据美国宇航局日前发表的声明，这项新的成分地图获得的证据却显示，在这一拥有超过100条沟壑的地区，并不存在明显的“与液态水或其副产品”相关联的线索或证据。

在涉及火星地表沟壑的成因方面，科学家们有几种可能的理论。基于这些理论，科学家们将能够了解与较近地质历史时期内火星地质历史相关的一些信息。首先，这些沟壑在火星表面属于常见而广泛分布的类型，大部分分布在火星南北纬30~50度之间的纬度范围内，并且常常出现在面朝两极的斜坡上。

在美国宇航局此次公布的这份声明中，这项研究的第一作者，美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的乔治·努涅兹(Jorge Nú?ez)指出，先前由MRO探测器搭载的强大的高清相机“高分辨率成像科学实验”(HiRISE)拍摄的图像上已经证实这些沟壑地貌存在的季节性变化。

地物所表现出的季节性变化，不管其具体成因究竟是什么，我们至少可以判断它与温度的高低变化之间存在着某种关联性——比如水的融化和凝固。一个典型案例就是此前在火星上发现的“季节性斜坡纹线”(RSL)，很有可能就与火星浅地表下的高盐度液态水体的季节性融化有关。

在此之前，大部分研究人员认为火星上的沟壑成因与这些“季节性斜坡纹线”的成因是一致 的，然而努涅兹却对此持有不同看法。他指出，“高分辨率成像科学实验”相机拍摄到的一些沟壑地貌呈现出的季节性变化，其背后主要起作用的机制其实是二氧化 碳霜冻的凝结和升华。事实上，对于火星上沟壑成因可能与液态水活动并无关联的证据在近年来正越来越多地被研究人员提出来，比如在2014年的一篇论文，以及另一篇更早的，发表于2010年的一篇论文。

为了弄清真相，科学家们必须对这些沟壑内沉积的矿物成分进行识别和分析。

努涅兹表示：“在地球和火星上，我们知道都有层状硅酸盐的存在，或者你也可以通俗地称之为粘土，除此之外还有其他一些被认为与液态水有关联的含水矿物。”

由于不同的化学元素对光子的吸收效应存在差异，因此有可能通过一种被称为“光谱仪”的设备对地面上的化学成分进行远程识别。于是，研究人员将注意力转向火星勘测轨道器(MRO)上搭载的另外一台科学载荷——“紧凑型勘测成像光谱仪”(CRISM)。与HiRISE主要获取可见光波段图像不同，CRISM能够获得火星地面的光谱数据，从而反演火星地表元素成分分布，进而了解火星地表沟壑内部及其附近地区的矿物组成情况。

努涅兹说：“在我们的研究中发现，在大部分的沟壑内部都没有观察到粘土或者其他含水矿物 的存在。”他指出，在少量的确被观察到存在粘土的区域，那里的粘土矿物也基本都存在于那些非常古老的，由于沟壑的出现而裸露在外的地层之中，而非存在于可 能和流水有关的沟壑底部。他说：“这些沟壑是在火星地表上被‘切割’出来的，这种切割将数十亿年前存在于火星地表上粘土矿物暴露了出来。当时，火星上曾经 有更为稳定的液态水存在。”

拓展

1962年11月 火星1号探测器 前苏联 在飞离地球1亿公里时与地面失去联系，从此下落不明，它被看作是火星探测的开端。

1965年7月 水手4号 美国 飞近火星，从距火星1万公里处拍摄21幅照片，发现火星上存在大量环形山，大气密度只有地球的1%。

1965年 探测器2号 前苏联 与地球失去联系，其探测情况没有公布

1969年 “水手5号”和“水手6号” 美国 再次掠过火星。它们拍摄的200多幅照片表明，火星表面温度比预想的更低，大气中二氧化碳含量高达95%，水蒸气几乎难以寻觅。美国“水手7号”也发回126张照片。

1971年 “火星2号” 前苏联 投下的探测仪器摔毁在火星表面，“火星3号”由于赶上火星沙暴，着陆舱仅工作了22秒钟便与地球失去联系。

1972年 “水手9号 ”探测器 美国 沿火星外层空间轨道飞行，发回7329张照片。

1974年 “火星5号” 前苏联 环绕火星轨道飞行数天，“火星6号”和“火星7号”探测器在火星着陆。

1975年 “海盗1号”“海盗2号”探测器 美国 它们的着陆器分别在1976年7月和8月在火星成功着陆。

1989年 “福波斯1号”和“福波斯2号 ” 前苏联 在前往火星途中失踪。

1992年9月 “火星观察者”号探测器 美国 发射升空，在1993年8月进入火星大气层前与地面失去联系。

1996年 “火星—96”航天器 俄罗斯 发射失败。

1996年11月 “火星环球观测者”探测器 美国 发射升空，并于1997年进入环火星轨道。

1996年12月 “火星探路者”号探测器 美国 携带“旅居者”号火星车，发射升空，1997年7月4日在火星阿瑞斯平原着陆。

1998年7月 “希望”号火星探测器 日本 预定于1999年10月抵达火星，但上天后厄运不断，2003年12月日本航天机构宣布这次火星探测使命终告失败。

1998年12月 “火星气候探测者” 美国 发射升空，但1999年9月在进入火星大气层时被烧毁。 1999年1月，美国发射“火星极地着陆者”探测器，它在预定着陆时间过后下落不明。

2001年4月 “奥德赛”火星探测器 美国 2002年，“奥德赛”探测器发现火星表面和近地表层中可能有丰富的冰冻水，但这一问题仍存在争议。

2003年6月2日 火星快车”探测器 欧洲航天局 携带“猎兔犬2”号的发射升空。

2003年6月10日 “火星探测流浪者”号探测器 美国 携带“勇气”号火星车的发射升空。

2003年7月7日 “机遇”号火星车 美国 “勇气”号的孪生兄弟“机遇”号火星车发射升空。

2003年12月19日 “猎兔犬2”号登陆器 欧洲航天局 “火星快车”探测器携带的“猎兔犬2”号登陆器成功脱离了“火星快车”，并准备在火星表面着陆。但在规定的着陆时间格林尼治时间25日2点54分(北京时间10点54分)过后，地面控制人员至今一直未能与“猎兔犬2”号取得联系。欧洲专家估计，“猎兔犬2”号可能掉进了火星表面的坑道。

2003年12月25日 “火星快车”探测器 　 启动了发动机，脱离了可能与火星相撞的危险轨道，开始在环火星轨道上正常运行。

2004年1月3日 “勇气”号火星车 美国 于太平洋时间3日20时35分(北京时间4日12时35分)左右，在火星表面成功着陆，并于20时52分向地球发回第一个信息。美国宇航局宣布这一登陆计划取得成功。在“勇气”号成功着陆几个小时后，该探测器从着陆区附近传回10多张高清晰度图片，为探测工作取得了良好开端。

2004年1月14日 　 美国 总统布什在华盛顿提出，争取最早在2015年让美国宇航员重返月球的目标，并建议将月球作为未来载人火星探索的“跳板”。

2004年1月15日 “勇气”号火星车 美国 成功驶下逗留了12天的登陆舱，首次开上火星表面，并在火星上行驶了约1米，拍摄了多张照片，准备开始漫游。

2004年1月22日 “勇气”号火星车 美国 美国宇航局的科学家说，已连续30小时与地面失去联络。对于这一非常严重的异常情况，科学家们正在昼夜不停地寻找对策。

2004年1月23日 “勇气”号火星车 美国 美国宇航局重新与出现故障的“勇气”号火星车建立了联系，收到了“勇气”号传回的两组数据。

2004年1月23日 “火星快车”探测器 欧洲航天局 宣布，发现火星南极存在冰冻水，这些冰冻水部分裸露在火星表面，没有被由二氧化碳凝固形成的干冰全部覆盖。这是人类首次直接在火星表面发现水。

2004年1月24日 “机遇”号火星车 美国 成功降落在预定着陆地点——火星“梅里迪亚尼平原”。

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