火星主要盆地形成時間

從太陽系形成的第一天起，小行星撞擊就時刻影響著星球的形狀和演變。由NASA出資的一項研究表明：火星遭受的大型小行星撞擊為預計次數的十分之一。

如同月球和水星，古老的火星表面布滿了小行星撞擊留下的傷痕。火星上最大最古老的撞擊盆地叫做Borealis，寬約6000英里（約9656千米），範圍幾乎囊括整個火星北半球。一個稍小的大型撞擊盆地叫做Hellas，寬約1200英里（約1931千米），深達5英里（約8千米）。

西南研究院科學家Bill Bottke和亞利桑那大學的Jeff Andrews-Hanna，曾經做過關於火星早期小行星轟炸歷史和大型撞擊時期的研究 。儘管過去的理論已有各種證明，但是新的研究指出火星北方大平原上的Borealis盆地是於45億年前產生的，此後的4億年是「低迷期」，沒有發生大型撞擊。最終，41億年前到38億年前期間，火星遭受了4次大型撞擊以及無可計數的小型撞擊。

在最近《自然地球科學》發表的關於這一主題的文章中，Bottke和Andrews-Hanna收集數據建立模型以支持他們的發現，Borealis邊緣處應該只有一個晚期大型撞擊盆地，即Isidis撞擊盆地。

「這份統計信息限制了Borealis之後火星遭受大型撞擊的次數量，」科學探索目標機構（ISET）主要研究員Bottke表示火星早期的大型撞擊數量和時間尚存爭論，通常認為自Borealis撞擊以來，撞擊形成了4-30個大型盆地。我們的研究認為實際數量更少。」 （ISET 是NASA太陽系探索研究虛擬研究所（SSERVI）的合作組織。）

為了更深入解析小行星轟炸時期的隱含信息，研究也需要複核其他大型撞擊的時間點，比較它們的現狀。火星上現存最年輕的幾個大型撞擊坑Hellas，Isidis，Argyre，以及現在被掩埋的Utopia盆地，與相對更大更古老的Borealis盆地極其相似。這表明，任何在此期間形成的撞擊盆地應該與它們有相似的現狀。

火星的傷痕被隱藏在5次大型撞擊之下，包括古老的Borealis撞擊盆地（上半球），Hellas（右下方），以及Argyre（左下方）。西南研究院中一個由NASA出資的項目組發現在Borelis和幾個年輕的撞擊盆地形成之間，火星經歷了4億年的撞擊「低迷期」。

Credits: University of Arizona/LPL/Southwest Research Institute

之前的研究使用相近的隕石坑新老疊加的信息來估計Hellas，Isidis和Argyre產生時間大約是38億年至41億年之前。因為衝擊而散落在火星地表的礦石以及到達地球的隕石揭示了Borealis形成於45億年前，幾乎和火星一樣古老。

「對火星的撞擊需要分兩個時期來統計——第一個時期比較漫長，撞擊後產生的坑逐漸消失，與火星本身融為一體，成為星球的一部分。第二個時期才是，撞擊火星留下了可以辨識的坑。」Bottke解釋道。

「我們一般稱那段沒有大型撞擊的時期為『低迷期』，後面接著的小行星轟炸時期為『晚期重轟炸』。」Andrews-Hanna說。

Bottke和Andrews-Hanna推測，若非幾十億年前的大型撞擊釋放了火星內部火山產生的氣體，如今的火星可能具有更加厚實的大氣，地表狀態或許會更穩定，也更適合人類居住。儘管火星歷史還有很多未知內容，但是新的研究打開了一窺火星「暴烈」歷史的窗口。

ISET是一支由SSERVI管理的研究小組。後者位於加州矽谷－埃姆斯研究中心，由NASA科學委員會及NASA載人探索及任務運行建立，同時負責維護國內與國際合作夥伴關係，旨在開拓科學和探索的邊界。（編輯：Kimberly Williams，翻譯：狐步 校核：Ian，柯寧）

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