火星上多个冰河时代的新证据

地球至少有5个主要的冰河时代。现在看来火星–从太阳向外的下一个行星–在过去的几亿年中,它经历了六到二十个冰期。

地形为红色,左侧有陨石坑,地形相同,但右边的陨石坑充满了白色斑点。

火山口三个火山口以下的冰川 海拉斯Planitia 火星区域,现在被岩石碎片覆盖(左),如果冰被暴露,它们可能看起来像(右)。该图像是使用Context Camera中的图像数据创建的(CTX)在火星侦察轨道飞行器(维修)航天器与“浅雷达”(沙拉德)上的MRO和高分辨率立体摄像机数字高程图 火星快车 飞船。图片来自NASA / Caltech / JPL / UTA/ UA / MSSS / ESA / DLR。

就像在地球上一样,遥远的过去,冰川在火星表面流动。但是当地球’s冰川大多退缩了 还在缩小),火星’冰川被冻结在原地,并被岩石碎片覆盖。科学家天堂’无法确定火星上有一个巨大的冰河世纪,还是多个 冰河时代 分布了数百万年。现在,一项新的研究 宣布 纽约州高露洁大学的研究人员正在帮助回答这些问题。这表明火星在过去的几亿年中经历了六到二十个冰期。

同行评审 调查结果是 已发表 在日记中 美国国家科学院院刊 (PNAS)于2021年1月26日发布。

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由行星地质学家领导的研究人员 乔·利维 高露洁大学的科学家决定通过检查冰川上方的岩石来更详细地分析冰川。这种岩石碎片已经覆盖了超过3亿年的冻冰。征收 陈述:

冰上所有的岩石和沙子都保留在表面上。这就像将冰块放在所有这些沉积物下面的冷却器中一样。

列维和他的同事们想研究冰川顶部的岩石的大小,分布和数量。如果由于侵蚀而有较大或较小的岩石下坡,这将指向一个长期的冰河期事件,而不是多个冰期事件。

灰色地形的三个矩形,带彩色线指示密度和给出比例的标签。

这项新的研究表明,火星冰川上的巨石集中在冰川表面的不同带中,这表明亿万年以来存在多个冰龄。图片来自Levy等人/ PNAS / 高露洁大学.

研究人员使用了来自NASA的45个冰川的图像’火星侦察轨道器(维修)航天器供他们学习。 维修上的相机功能强大,每个像素的分辨率低至25厘米(10英寸)。作为征费 注意到的:

您可以看到餐桌大小的东西。

在两个夏天的时间里,高露洁(Colgate)的10名学生通过计数和测量图像中看到的较大岩石(总计约60,000)来帮助Levy。征收说:

我们进行了一种虚拟的现场工作,在这些冰川上走来走去并绘制巨石图。

Levy曾期望看到巨石按大小分布,但是那’不是图像显示的内容。 Levy说,相反,岩石是随机分散的,得出了一个有趣的结论:

实际上,这些巨石在告诉我们一个不同的故事。他们的大小并不重要;它们是如何分组或聚集的。

灰色地形中的长槽舌状特征。

火星人看到的保存完好的火星冰川 HiRISE 火星侦察轨道飞行器上的摄影机。图片来自NASA / JPL / Arizona University / 亚利桑那州立大学.

团队意识到岩石一直在沿着 冰川,因此没有像预期的那样受到侵蚀。它们也被分为冰川带,这表明在数百万年中有明显的独立流动– multiple 冰河时代 –而不只是一个重大的冰河世纪事件。

那’研究人员得出结论,火星在过去300-800百万年间经历了6至20个独立的冰河时代。列维阐述道:

本文是火星轨道和倾角可能已经经历了数亿年历史的第一个地质证据。这些冰川几乎没有时间限制,可以捕捉到火星大气层周围飞舞的快照。现在我们知道,我们无需深钻地壳就可以访问亿万年的火星历史。我们可以沿着地表远足。

如论文所述:

在过去300到800 Ma内是否存在全球由火星碎片覆盖的冰川沉积物的持续形成,或者是否在最大倾角(持续10-100 ka)期间的冰蓄积的间歇性事件中形成,形成了重要的争论。我们显示出,就像地球上覆盖着古代碎片的冰川一样,火星冰川沉积物上的巨石带表明了多次冰层积聚和推进。在我们的分析中,在冰川期之后,从冰川蓄积带除冰,形成碎屑带。我们报告说,在火星碎片覆盖的冰川上记录了五到六个冰川/间冰期转变,这表明火星上的冰川化节奏是由轨道强迫数十到数百Ma而不是单个120 ka倾角周期确定的。

有镜片的微笑的年轻人,有模糊的背景。

高露洁大学的行星地质学家乔·利维(Joe Levy)是新冰川研究的主要作者。图片通过 高露洁大学.

结果对理解火星具有重要意义’历史。冰期发生在行星倾斜度变化期间’s axis, called 倾斜的。这直接影响到行星’的气候和可居住性。地球’s axial tilt is 也是为什么我们有季节.

科学家们想知道这些冰川中还夹带了哪些岩石和气体,它们将是寻找古代微生物的化石或其他生物标记的好地方。正如Levy所说:

如果周围有任何生物标记物,它们也将被困在冰中。

冰川可以提供有关火星在变冷变干之前是否在其历史早期温暖潮湿的线索,或者火星是否始终处于较冷的气候的线索。这是一个充满争议的问题,因为有足够的证据表明地球曾经有湖泊,河流,甚至还有海洋,但是对于气候足够温暖,大气层足够稠密,可容纳大量液态水的证据较少,一种行星悖论。征收说:

要弄清火星气候史的细节,还有很多工作要做,包括何时何地足够温暖和足够湿,足以产生盐水和液态水。

火山口充满着明亮的白色物质,地带微红。

积冰在火星上很常见,例如 科罗廖夫火山口 在充满冰水的北极附近。这张照片是由火星快车拍摄的。图片来自ESA / CNN。

另一个 新研究 来自莱斯大学 暗示 火星处于温暖/湿热和寒冷/干燥两种情况之间,气候类似于冰岛,气候寒冷,但对于液态水来说却不太冷。 迈克尔·索普 在莱斯提到 好奇心 流浪者’s landing site, 大风火山口。他 说过:

相反,大风火山口中的沉积岩详细描述了可能介于这两种情况之间的气候。古代的气候可能是寒冷的,但似乎在很长一段时间内仍在为湖水提供液态水。

冰岛是最接近古代火星的类似国家之一, 玄武的 地形和温度通常低于38华氏度(3摄氏度)。根据标准蚀变化学指数的分析,冰岛的沙和泥成分也是最接近火星的。中央情报局),用于根据样品的化学和物理风化来推断过去的气候。

Bottom line: Scientists have determined that Mars在过去的几亿年中,它经历了六到二十个冰期。

资料来源:地表巨石带表明在多个冰川上形成了火星碎片覆盖的冰川

通过高露洁大学

保罗·斯科特·安德森