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  图中白色箭头所指为一个“火山弹沉降”,即火山爆发时抛射出的火山碎块在大气中飞行一段距离后重新落回地面撞击形成的凹陷,在这一案例中,这一撞击痕迹大约形成于35亿年前

  北京时间5月14日消息,据美国太空网报道,科学家近日表示,对于发生在火星上一次古老火山爆发事件的研究显示,这颗红色星球在数十亿年前曾经拥有和地球非常相似的环境,这里拥有充沛的地表流水以及相对较厚的大气层。

  研究显示在大约35亿年前,火星的大气密度至少是现在的20倍。在当时,火星的大气层可能曾经帮助塑造了今天我们所见到的火星地表特征,就像今天在地球上发生的情形相似。

  该项研究的第一作者,美国佐治亚理工学院的约瑟夫·杜菲克(Josef Dufek)在一份声明中说:“大气压强过去在帮助塑造火星表面几乎全部地表特征时可能曾经发挥了作用。这颗行星的气候,其地表水的物理性质以及存在生命的可能性都会受到大气性质的影响。”目前,火星的大气层厚度仅有地球的大约1%不到。

  实验室模拟

  此次的这项研究工作是受到了一块在大约35亿年前的一次火山爆发中被抛射进入大气层的岩块的启发。这颗岩石碎块最终落回了火星表面,在火山沉积物中留下了撞击痕迹,即所谓的“火山弹沉降”。

  2007年,美国宇航局勇气号火星车对这一嵌入沉积物中的岩石碎块进行了仔细考察,这给了杜菲克和同事们足够的信息来确认其形成的撞击痕迹的大小,深度以及形状。

  随后小组便回到实验室尝试重现这样一个“火山弹沉降”。他们布置了一个沙粒粒径和勇气号观测位置相同的沙地,并尝试使用不同组分构成的物体以不同的速度去撞击这块沙地。

  这块沙地同样被分成了不同的情形,有一部分是干燥的,一部分是潮湿的,另一部分则是浸润的。模拟研究结果显示,不管撞击体的成分如何,只有在浸润的情形下,撞击才能产生和勇气号在火星沉积物中所观察到的“火山弹沉降”相似的特征。研究小组还同时确定出这一撞击体在撞击浸润的沙地时的速度应当不超过每小时144公里,如此才可能形成最接近在火星上观察到的这一火山弹沉降结构。

  更厚的火星大气?

  研究人员还根据岩石碎块在当时火星大气中的飞行速度特征进一步估算出火星的大气密度至少为现在的20倍。

  杜菲克说:“我们的研究证实了一点,那就是在早期历史上火星曾经是一颗拥有大量液态水,并且拥有更浓厚大气层的行星。我们目前仅仅对火星上一个地点的一个火山弹沉降进行了研究。我们希望在未来能借助下一代火星车‘好奇号’的数据对其它地点的案例进行验证。”

  美国宇航局所属“好奇”号火星车即将于今年8月5日抵达火星表面开展科学考察工作,其目的地是盖尔陨石坑。好奇号火星车的主要任务是确认在盖尔陨石坑现在或过去曾经拥有过可以支持微生物生存的环境条件。

  杜菲克和他的同事们已经在最近一期的《地球物理学研究通报》杂志上发表了他们的研究结果。(晨风)