显示火星河谷的彩色地形图。 出口峡谷卢瓦尔河谷（白线）由巴拉那盆地的一个湖泊溢流形成（白色轮廓）。 黑线表示由湖泊溢流以外的过程形成的其他河谷。 背景是彩色火星轨道器激光高度计衍生的热发射成像系统图像马赛克地形。 图像宽约 650 公里。 图片来源：NASA/GSFC/JPL ASU
在地球上，河流侵蚀通常是一个缓慢的过程。 但是在 三月根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研究，来自溢出火山口湖的大规模洪水在塑造火星表面、雕刻深裂缝和移动大量沉积物方面发挥了巨大作用。
该研究于今天（29 年 2021 月 XNUMX 日）发表在 自然，发现可能仅持续数周的洪水侵蚀了足够多的沉积物，足以完全填满苏必利尔湖和安大略湖。
“如果我们考虑沉积物是如何在古代火星上移动的，那么湖泊决口洪水是全球一个非常重要的过程，”主要作者、德克萨斯大学杰克逊地球科学学院助理教授 Tim Goudge 说。 “这有点令人惊讶，因为长期以来它们一直被认为是一次性的异常现象。”
火星上一个前火山口湖的遗迹，周围环绕着其他较小的火山口。 左上角的大出口峡谷是在火山口破裂事件期间形成的。 信用：Goudge 等人。
数十亿年前，当火星表面有液态水时，火山口湖在火星上很常见。 一些陨石坑可以容纳一小片海洋的水。 但是当水变得太多而无法容纳时，它会冲破火山口的边缘，造成灾难性的洪水，在它的尾迹中雕刻出河谷。 一种 2019研究 由 Goudge 领导的人确定这些事件发生得很快。
围绕火星运行的卫星拍摄的遥感图像使科学家能够研究破裂的火星火山口湖的遗迹。 然而，Goudge 说，火山口湖及其河谷大多是在个人基础上进行研究的。 这是第一项调查红色星球上 262 个破裂的湖泊如何塑造整个火星表面的研究。
该研究需要审查火星上预先存在的河谷目录，并将山谷分为两类：从火山口边缘开始的山谷，这表明它们是在湖泊决口洪水期间形成的，以及在景观其他地方形成的山谷，这表明随着时间的推移会形成更渐进的形成。
一张全球火星地图，显示了这颗红色星球周围的河谷。 由火山口湖裂口形成的河谷是白色的。 随着时间的推移逐渐形成的河谷是黑色的。 信用：Goudge 等人。
从那里，科学家们比较了不同山谷类型的深度、长度和体积，发现由火山口湖裂口形成的河谷远远超过了它们的重量，侵蚀掉了这颗红色星球近四分之一的河谷体积，尽管只是弥补了谷总长度的 3%。
该研究的合著者、行星科学研究所的研究科学家亚历山大·摩根说：“造成这种差异的原因是出口峡谷比其他山谷深得多。”
在 559 英尺（170.5 米）处，裂口河谷的中位深度是其他随着时间逐渐形成的河谷的两倍多，这些河谷的中位深度约为 254 英尺（77.5 米）。
此外，虽然这些裂缝出现在地质瞬间，但它们可能对周围的景观产生了持久的影响。 该研究表明，这些裂口冲刷了如此深的峡谷，可能影响了附近其他河谷的形成。 作者说，这是对通常归因于气候的独特火星河谷地形的潜在替代解释。
该研究表明，湖泊裂口河谷在塑造火星表面方面发挥了重要作用，但 Goudge 表示，这也是预期的一个教训。 在大多数情况下，地球的地质已经抹去了大多数陨石坑，并使河流侵蚀成为一个缓慢而稳定的过程。 但这并不意味着它会在其他世界上以这种方式工作。
“当你用水填充[陨石坑]时，就会释放大量储存的能量，”Goudge说。 “在这种情况下，火星可能比地球更容易受到灾难的影响，这是有道理的。”
参考文献：“湖泊破裂洪水对早期火星山谷切口的重要性”，作者 Timothy A. Goudge、Alexander M. Morgan、Gaia Stucky de Quay 和 Caleb I. Fassett，29 年 2021 月 XNUMX 日， 自然.
DOI: 10.1038/s41586-021-03860-1
该研究的其他合著者是杰克逊学院的博士后研究员 Gaia Stucky de Quay 和该大学的行星科学家 Caleb Fassett 美国航空航天局 马歇尔太空飞行中心。
美国国家航空航天局资助了这项研究。
