火星海洋很早就形成了，可能是由大規模火山噴發形成的

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】在過去的40億年里，一種試圖解釋火星假定海洋是如何產生和消失的新情況意味著，海洋早在幾億年前就形成了，並沒有曾經想像的那麼深。加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的地球物理學家提出的這項建議，將火星歷史早期的海洋存在與太陽系最大的火山系統Tharsis的崛起聯繫起來，並強調了全球變暖在允許液態水存在於火星上所起的關鍵作用。加州大學伯克利分校地球與行星科學教授、本周發表在《自然》雜誌上的一篇論文的資深作者Michael Manga說：火山在為火星創造條件的過程中可能是很重要的。那些聲稱火星從來沒有液態水的海洋的人經常指出，海洋的大小的估計與現在隱藏在地下的永久凍土層以及能逃到太空的水量的估計是不一樣的。

早在40億年前，在火星上形成的「阿拉伯」(左，藍色)就像這樣，而在36億年前的「申命記」海洋中，有一個較小的海岸線。它們都與位於地球上看不見的那一面的巨大的火山熔岩省(Tharsis)共存，這可能有助於支持液態水的存在。現在水已經消失了，也許是被凍結在地下，部分消失在太空中，而古老的海床被稱為北部平原。圖片版權：Robert Citron images, UC Berkeley

這些是主要的選擇，因為極地冰帽沒有足夠的水來填滿海洋。新模型提出，海洋是在火星最大的火山特徵(Tharsis)之前或同時形成的，而不是在37億年前形成的。因為當時的塔斯病比較小，它並沒有像後來那樣扭曲地球，特別是覆蓋了北半球大部分地區的平原，以及假定的古代海床。由於Tharsis沒有地殼形變，這意味著海洋將會變得更淺，大約是先前估計的一半。假設是塔西斯很快就形成了，而不是逐漸形成，而海洋後來才形成，海洋先於火山噴發，並伴隨著火山噴發。這很有可能是，Tharsis向大氣中排放氣體，造成全球變暖或溫室效應，使液態水存在於地球上，同時火山噴發形成的通道允許地下水到達地表，並填滿北部平原。該模型還反駁了另一種反對海洋的觀點:提議的海岸線非常不規則，高度變化多達一公里，當它們應該是水平的時候，就像地球上的海岸線一樣。

這一不規則性可以解釋為，如果第一個海洋，稱為阿拉伯，在大約40億年前開始形成，如果間歇性地存在，那麼它就會在最初的20%的Tharsis的增長中出現。隨著時間的推移，不斷增長的火山會使陸地變得蕭條，並破壞海岸線，這就解釋了阿拉伯海岸線不規則的高度。類似地，隨後海洋的不規則海岸線，也就是所謂的「申命記」，可以解釋為大約36億年前，在Tharsis的最後17%的成長過程中形成的。加州大學伯克利分校的一名研究生Robert Citron說：這些短尾線可能是由一大片液態水所形成的，這些液態水以前和之後都存在，而不是後來。」香櫞將於3月20日在德克薩斯州舉行的一年一度的月球和行星科學會議上發表一篇關於新分析的論文。

塔西斯現在是一個5000公里寬的噴發體，它包含了太陽系中最大的火山，並且控制著火星的地形。地球的直徑是火星的兩倍，質量是火星的10倍，但它沒有相同的主要特徵。Tharsis的大體積在地球的另一邊形成一個凸起，在中間形成一個凹陷。這就解釋了為什麼在今天的地形上，北方平原所能容納的水量的估計值是根據40億年前的地形所估計的兩倍。日本的《星球大戰》(the internal heat flow of Mars)的原型是《火星的內部熱流》(the internal heat flow of Mars)，比如在火星表面噴發出的熔岩流，這是11年前火星平原的不規則海岸線的另一種解釋。他和前研究生泰勒·佩羅恩(Taylor Perron)認為，當時被認為起源於北緯地區的Tharsis是如此巨大，以至於它導致了火星的自旋軸向南移動了數千英里，偏離了海岸線。

然而，從那時起其他的研究表明，塔西斯的起源僅在赤道上空20度左右，這是理論的一部分。但漫畫和香櫞提出了另一種觀點，那就是海岸線可能被蝕刻，因為塔西斯在成長，而不是後來。這個新理論也可以解釋在同一時間，通過流動的水切割河谷網路。這是一個假設，但科學家們可以更精確地測定塔西斯和海岸線的年代，看它是否能維持下去。NASA的下一個火星著陸器，洞察任務(利用地震調查，大地測量和熱傳輸的內部探測)，可以幫助回答這個問題。計劃於5月發射，它將在表面放置一個地震儀探測內部，也許會發現遠古海洋的冰凍殘留物，甚至是液態水。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Nature

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：加州大學伯克利分校

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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