艺术家对火星钍谷水道系统的印象。图片来源：MarkGarlickSciencePhotoLibrary
几十年来，科学家一直认为火星在地质上是不活跃的。尽管其表面遍布着证明其曾有火山活动的特征，但所有证据似乎都表明火星在地质上已经死亡。这与火星地壳没有构造板块、而是由单一板块构成的事实相一致，因此火星属于停滞盖层型行星。然而，随着美国国家航空航天局洞察号（InteriorExplorationusingSeismicInvestigations,GeodesyandHeatTransport）着陆器抵达火星，越来越多的迹象表明该行星仍具有地质活动性。
除了由撞击体引发的火星震外，洞察号还探测到来自火星内部的构造活动证据。在一项最新研究中，伦敦帝国学院和哥伦比亚大学的科学家们公布了地震数据，表明一次火星震事件（S0976a）起源于瓦勒斯马尔蒂里斯峡谷下方。根据洞察号的数据，此次事件是由地壳深处断层线上的岩石滑移所导致。这些发现表明，数十亿年前火星活跃时期形成的断层，至今仍处于足够不稳定的状态，能够在应力作用下发生破裂。
该研究由英国帝国理工学院地球科学与工程系助理教授郑焕宏领衔。研究团队由哥伦比亚大学地球与环境科学系及伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校地球科学与环境变化系的学者共同参与。相关研究成果的论文发表在《自然通讯》上。
火星洞察号的两个太阳能电池板中的一个被着陆器的仪器部署相机拍摄成像。CreditNASAJPLCaltech
奥利匹斯山和塔尔西斯地区与瓦勒斯马里纳里斯一样，都是太阳系中同类地质特征中规模最大的，远超地球上的类似地貌。这一巨大的峡谷系统长达3900公里，最宽处达600公里，深度超过9公里。相比之下，地球上最大的峡谷系统——雅鲁藏布大峡谷，长约505公里，最宽处约113米，最大深度达6公里。正如宋所解释的那样：
VallesMarineris是太阳系内一处极具观赏价值的地质结构，但此前我们仍不确定其断层仍具备活跃性。本研究为在可能被视为地质不活动的其他天体上发现持续地震活动开辟了令人振奋的机遇。
最被广泛接受的理论是，该峡谷由张裂构造力引发的断层形成，这种力使地壳拉伸分离。这一过程被认为与诺亚纪至晚赫斯珀里亚纪期间（约41亿至30亿年前）形成塔尔西斯隆起的强烈火山活动相关。此外，也有理论认为峡谷后来因侵蚀作用及断层壁坍塌而进一步扩大，类似于东非大裂谷的形成机制。
这项研究针对InSight于2021年8月25日记录的S0976a地震事件进行分析。该地震是火星西半球唯一被探测到的火星地震，源自地球另一侧。此前研究将其位置推测位于水手峡谷西部区域。但由于成因尚不明确，可能因素涵盖陨石撞击、滑坡以及其他常见的火星地质运动形式。
塔尔西斯山群，奥林匹斯山（左上）和水手峡谷（右侧）。图片来源：NASAJPLCaltech
研究团队建立了模型来测试这些解释，但未能复现观测到的地震波。研究人员还咨询了NASA火星勘测轨道器（MRO）在事件后拍摄的区域卫星图像，但未发现撞击坑或滑坡的证据。最佳拟合为走滑型火星地震，即沿约20至40公里（12至24英里）厚度的陡峭断层，岩石板块水平运动相互错动，位于该谷地之下。宋说：
地球的地质证据极为有力，多种类型相互印证，共同指向同一结论。地震波揭示了地下深处存在横向滑动运动，而轨道观测显示长期存在的断层系统横跨该区域。
这些结果还与科学家所预期的情形一致，即在长期冷却、火山应力以及与峡谷本身相关的局部效应作用下，预先存在的断层结构发生了滑动。它们进一步扩充了洞察号探测器在当今火星上探测到活动断层证据的区域清单，其中包括刻耳柏洛斯堑沟群和埃律西昂平原南部地区。这表明，火星地壳所承受的应力并非遵循单一的全球性模式。
最后，研究结果表明，在任务因太阳能板积尘而结束四年后，洞察号仍持续为红色星球提供宝贵数据。帝国理工学院地球与行星科学系助理教授、该研究的高级作者金道妍博士表示：
S0976a事件是一项非凡的发现，在理解红色星球的认识中发挥着重要作用。其波通过星球核心传播，帮助我们探测火星最深区域，如今其信息揭示了星球源头的状况。从一次火星地震中，我们可以了解星球中心及其表面最显著的地质活动的形成情况。
BY: Matthew Williams
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://www.universetoday.com/articles/the-largest-canyon-in-the-solar-system-is-still-tectonically-active
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