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標題: 火星上神秘的岩石可能來自於劇烈的火山過程 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-4-29 08:03 PM 標題: 火星上神秘的岩石可能來自於劇烈的火山過程

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　　近幾十年來﹐確認火星的形成和演化歷史﹐一直是火星軌道探測器和漫遊車的任務目標。亞利桑那州立大學Steve Ruff的研究團隊﹐分析了幾個火星任務的數據﹐確認古瑟夫隕石坑和傑澤羅隕石坑(Jezero crater)中﹐富含橄欖石的岩層﹐可能是熔接凝灰巖(ignimbrite)﹐熔接凝灰巖一般來自於巨大的火山爆炸式噴發所形成。此推論如果正確的﹐將有利於瞭解火星其他富含橄欖石岩層的區域﹐這表示火星早期﹐可能常有火山活動﹐此研究結果已經發表在《Icarus》期刊。
　　Ruff說﹕「有很多關於尼利槽溝(Nili Fossae)地區(包含傑澤羅隕石坑)﹐大部分區域富含橄欖石岩層的起源之想法﹐此討論已經持續了將近20年的時間。」富含橄欖石和碳酸鹽的岩層連結了16年前NASA精神號探索的古瑟夫隕石坑﹐以及2020年毅力號探索的尼利槽溝地區之傑澤羅隕石坑。這兩個地方的橄欖石是迄今為止在火星上發現最多的區域。以前沒有研究過此類富含橄欖石岩層的成分和形態上之相似性﹐現在看來﹐它們的形成方式相似。
　　橄欖石是一種常見的矽酸鹽類礦物﹐可能來自火星地函中產生的岩漿(同樣的過程也發生在地球上)﹐所以火山作用是火星上富含橄欖石岩層是合理的解釋。先前的理論表示橄欖石可能由地函劇烈噴發出熔岩流所造成。
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左圖是精神號的顯微照像儀的馬賽克照片﹐顯示了深色對角線排列特徵帶有火焰狀的形狀﹐火焰狀可能是扁平的浮石碎片﹐稱為火焰石(fiamme)﹐其中包括淺色晶體(白色長方形)﹐類似右圖的地球熔接凝灰巖。暗角部分是來自精神號硬體的影子。兩個圖像中的白色比例尺代表1公分。
　　Ruff和研究團隊計畫檢驗一個主要假設﹕火山灰從火山煙流(volcanic plumes)慢慢地沉積。但是他們的觀察揭示了一段更加猛烈的歷史。特別是﹐Ruff檢視了精神號顯微照像儀的馬賽克照片﹐並注意到具有不尋常巖理的岩石。Ruff查閱了線上圖書館裡面的地球岩石照片﹐發現一些火山岩的巖理與這些馬賽克照片中的巖理非常相似。
　　這種岩石稱為熔接凝灰巖﹐是地球上已知的巨大火山爆發產生的﹐當火山灰沉積時﹐溫度還很高﹐會熔融焊結在一起。岩石內可能含有火山碎屑物和浮石。熾熱的火山煙流和幾乎熔化的火山灰和浮石在地面上流過數十英里﹐並在短短幾天內沉積成數百英尺厚。熾熱的沉積物會在數月或數年內緩慢冷卻﹐這導致了冷縮節理(cooling joints)的裂痕。Ruff在火星上富含橄欖石的岩層發現了明顯相似的裂痕﹐增加了熔接凝灰巖起源的證據。
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左圖為假色照片顯示火星Nili Fossae地區富含橄欖石的岩層與右圖地球上熔接凝灰巖(真彩色)的對比。右圖裂痕是冷縮節理﹐與左圖中的非常相似。
　　在地球上﹐熔接凝灰巖在美國西部的黃石國家公園等地被發現。黃石公園大約在210萬年前開始從巨大的火山爆發形成﹐現在火山臼已經被填滿。Ruff說﹕「以前沒有人將火星上富含橄欖石岩層解釋為熔接凝灰巖﹐這可能是毅力號在過去一年中一直在採樣的岩石。」。
　　火星擁有太陽系中最高的火山﹐熔岩流覆蓋了火星的大片區域﹐理所當然擁有火成岩﹐但是只有少數幾個地方暫時地被建議含有熔接凝灰巖。根據該研究團隊的新發現﹐有可能在古瑟夫隕石坑和傑澤羅隕石坑中都有熔接凝灰巖。其他富含橄欖石岩層的地點也是熔接凝灰巖候選區域﹐而且它們似乎都在火星的早期形成﹐約在最初的十億年左右。
　　Ruff說﹕「富含橄欖石的岩層對於地球上大多數的熔接凝灰巖來說是不尋常的﹐但在古老的岩層中存有這種成分。現在有了火星上富含橄欖石的熔接凝灰巖之有力證據﹐也許表明了發生在行星早期地質演化過程中﹐富含熔融橄欖石的岩漿﹐來自於爆炸式噴發之火山活動﹐這個論述可能要等到毅力號收集的岩石樣本﹐在未來的火星任務被送返地球才能得到驗證。

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