火星北部平原是否埋藏巨厚冰层冻土,火星快车将获结果

地学演绎 莫如波 2004.5.12

  在火星北半球的“海盆”平原,地形平坦如洋面，古老的陨击坑绝大部分被后期的堆积物所堆埋，这范围广阔、厚度巨大的沉积物源于何处呢？又是何种堆积作用所为？

  而在火星南半球的高地区域，密布着古老的陨击坑，地形起伏，高差很大，后期的风蚀风积作用未能把它们夷平，古老地貌的年龄估计在35亿年以上。这说明，该区域风力或流水的剥蚀搬运作用很弱，北半球“海盆”平原的堆积物就不可能是来自于该区域。

  在火星高地与平原过渡地带，地形切割最为强烈，发育规模巨大的风蚀谷、风蚀陡崖、冲洪成因的古河道、古入海三角洲等地貌，海区可见被半填埋的陨击坑，可推测堆积层厚度巨大，堆积物源该在过渡带或附近高地区域。该区域可能是以风成作用为主，风力作用要比高地区域强得多，可能发生过短期（如百万年）的冲洪作用和海洋作用。削高填低的外动力地质作用主要发生在过渡带，但其规模与强度似还不足以把整个北部“海盆”填平。

  北半球“海盆”平原地形平坦如洋面，如果完全是由区内的风蚀及堆积所至，根据风成作用的特点，强度象是难以达到；如果是冲洪削高填低及海洋的搬运堆积作用所至，就算火星曾经存在过海洋，但时间短暂，其力度是相当有限的，远较地球弱，当海洋水干涸之后，原地形就会显露出来。一个合理的解释似乎是：火星上还固结着一个冰的海洋（或冰冻土岩层)，是由沙尘暴和冰川的刨蚀堆积作用共同造就了一个火星的“海盆”平原。

  火星气压只有地球的千分之七，重力只有地球重力的2/5，如果用出现尘暴时最大的风速以75m/s算，此时大致与地球台风吹动粒径2mm的粗砂的风速相当，火星台风吹动的粒径则为2÷(2/5)×7‰=0.035mm，也就是说，火星的台风只能使粒径为0.035mm的粉粒级颗粒近地面跳动数百米，粒径0.035mm的粉尘尤如米粉般粗细；如果按最大风速180m/s算，能吹动的颗粒大小为0.084mm，在细粒范围；就算按500m/s算，吹动颗粒为0.23mm，仍在细粒范围。也就是说火星上的风成堆积物，粗的顶多是细砂。显然，能吹入空中的粉尘还要细得多，推算最大粒径约为0.01mm，属粉粒范围，也就是由远距离搬动堆积的风积物都顶多只是粉土。

  由此推测：火星表面粗的是由温差风化作用而形成的就地破碎的岩石碎块，火星表面存在的是：原地的岩滩，次原地风成堆积而成的由近到远可能为细砂、粉土，风力远距离搬运沉积而成的主要为粘土，次为粉土。火星表面的风积作用与风蚀作用要比地球弱，并可推测火星北部平原的充填物最主要可能是古海冰而不是风成粉尘。

  机遇号火星探测，沿途一路见“蓝霉果”,火星表面分布着古海洋或古湖泊残留下来的化学沉积物-赤铁矿，存在于几米至十几米深的浅陨击坑中的化学沉积物没有被风积堆埋，只有两种可能：一是化学沉积物形成于近期（最多在几万至几十万年前)，但近期是否发生过火山岩浆融化地下冰层事件却不好说；二是火星的风力作用很弱，不能扬起足够多的砂尘把这些水成化学沉积物堆埋。如果火星的风力作用很弱，填满北部平原的物质就不会是风积物，而应该是远古海洋留下来的冰层或冰冻土。

  近期，欧洲“火星快车”的梭状雷达天线将开始工作，雷达天线由内部放置3根直径40毫米玻璃管的导线组成，目前它们以折叠状保存在一个特殊的外壳内，它们展开后会变成T形状。它们会发射无线电波并可分析反射回来的信号，无线电脉冲具有0.2～7.5兆赫的频率，它能寻找位于火星地表下面任何一种水或冰，它的主天线能探查出地表以下几千米深处的水。两年后它将探查完大约40%的火星地表。

  补充：近期“火星快车”的进一步探测，并未获得北部平原埋有冰海的证据,北部低地的主要成分是火山岩石，见>>>。但不知为什么未发育成火山锥、火山盾等火山地貌？

机遇号火星探测，沿途一路见"蓝霉果"  (转自NASA网站网站)

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