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泰坦星球的历史与火星相似,而不是像地球

发布时间:2025/3/26 11:03:00   点击数:
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左至右:火星、地球和土卫六上的河流网络。研究人员报告说,泰坦,如火星,但不像地球,在最近的历史上没有经历过任何活跃的板块构造。

土星最大的卫星土卫六上的环境似乎很熟悉:云层凝结,雨滴在地表,给河流注入海洋和湖泊。在地球之外,泰坦是太阳系中唯一一个拥有活跃的河流的行星,尽管它们是由液态的甲烷而不是水来喂养的。很久以前,火星还承载着河流,这些河流在其现在干旱的表面上冲刷着山谷。

现在,科学家们已经发现,尽管有这些相似之处,但火星和泰坦上的地形或表面海拔的起源与地球上的不同。

在一篇论文中,研究人员报告说,泰坦,如火星,但不像地球,在最近的历史上没有经历过任何活跃的板块构造运动。由板块构造的山脉的隆起改变了河流的路径。研究小组发现,火星和土卫六上的河流网络上遗漏了这一特征。

研究表示:“尽管制造泰坦的地形仍然神秘莫测,但这排除了我们在地球上最熟悉的一些机制。”

相反,作者认为,泰坦的地形可以通过像月球冰壳厚度变化这样的过程,因为土星的潮汐。

这项研究还揭示了火星上的地貌演变过程,这曾经是一个巨大的海洋和河流。研究小组提供了证据,证明火星地貌的主要特征在地球的早期形成,影响了年轻河流系统的路径,即使火山爆发和小行星撞击地球表面留下了疤痕。

地球、大气和行星科学(EAPS)的地质学副教授说:“在太阳系中,有三个世界是流动的河流,要么是目前的,要么是过去的,这是很了不起的。”“有这样一个绝佳的机会,可以利用河流形成的地貌,来了解这些世界的历史是如何不同的。”

模糊流

自年以来,美国国家航空航天局的卡西尼号飞船一直在环绕土星飞行,并发回地球上令人惊叹的土星环和卫星图像。泰坦表面的图像给了科学家们一种对月球河谷、起伏沙丘和活跃天气模式的第一印象。卡西尼还对土卫六在某些地方的地形进行了粗略的测量,尽管这些测量在分辨率上要粗糙得多。

是否可以通过应用已知的地球和火星上的地形,以及他们的河流是如何进化的,来完善对泰坦地形的看法。

例如,在地球上,板块构造的过程不断地重塑着地貌,在大陆板块碰撞的过程中,山脉之间的距离不断上升,而随着大陆板块慢慢地拉开,形成了海洋盆地。因此,河流不断地适应地形的变化,绕过不断增长的山脉到达海洋。

另一方面,火星被认为主要是在原始增生时期和所谓的晚期重轰击时期形成的,当时小行星将巨大的撞击盆地雕刻成巨大的火山,并推高了巨大的火山。

现在,科学家们已经解决了地球和火星上的河流网络和地形的问题,并对各自的历史有了越来越多的了解。

符合地形

团队首先绘制了地球、火星和土卫六的河流网络图。用卡西尼拍摄的照片为泰坦绘制了一条河流地图。在这三张地图上,研究人员标出了每条河流似乎流向的方向。

然后,他们在不同程度的分辨率下比较了所有三种行星的地形图。地球的地图细节非常清晰,就像火星的地图一样,显示了山峰和撞击盆地的高浮雕。相比之下,由于土卫六的厚厚的、朦胧的大气层,泰坦的地形图的全球地图非常模糊,只显示最广泛的特征。

为了直接比较地形,研究人员将地球和火星地图的分辨率降低,以匹配泰坦的分辨率。然后,他们将每个行星的河流网络的地图叠加在各自的地形上,标出每条河流的流向。

当然,河流只能流下山。但研究小组发现,河流似乎在向上坡流动,原因很简单,因为低分辨率的地图可能无法捕捉到更细的细节,比如可以改变河流流量的山脉。

当研究人员统计出土卫六上河流的百分比时,这个数字与火星的距离更接近。他们还比较了他们所谓的“地形整合”——地形的坡度和河流流向的不同程度。在这里,他们发现泰坦就像火星。

“我们可以做的一个预测是,当我们最终得到更精确的土卫六地形图时,我们会看到更像火星而不是地球的地形,”“泰坦可能有更大的高潮和低谷,这可能是在一段时间之前形成的,从那时起,河流就一直在侵蚀着地形,而不是一直在不断地出现新的山脉,河流不断地与它们对抗。”

最后一个问题是,研究人员想要回答的是,由于小行星撞击火星的原因,火星上的陨石坑重新形成了地貌。

使用之前开发过的一种模拟,模拟了火星上的河流侵蚀,以及不同的陨石坑历史。发现,如今火星上的河流网络模式限制了陨石坑对火星表面的重塑程度。这表明最大的撞击坑在火星的历史上形成的很早,后来被小行星撞击的主要是凹陷和表面。

由于卡西尼号的任务将于9月结束,对泰坦表面的进一步调查将有助于指导未来的任务到遥远的其他星球。

“任何填充泰坦表面的细节的方法,除了我们可以直接看到的图像和卡西尼所收集到的地形,都将对计划返回研究有价值,”。



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