作者H87 ()
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标题[新闻] 天文:火星地壳会转动
时间Fri Jan 16 18:48:06 2009
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2422
[Jan 11, 2009]
天文:火星地壳会转动
编辑 JR 报导
火星没有板块间的相对活动,因为火星地表只有一个板块,一个坚硬的球状地壳。最新的
研究发现,这个球壳板块也会转动,使得Tharsis火山系统的喷发中心从南往北迁移。
Tharsis是火星上广大的高地地形,座落於火星赤道附近、水手峡谷的西侧,其宽大约有
3000km、高度可达30km。高地上有多座火山,太阳系最高的山-奥林帕斯就位於Tharsis的
西北部,而火山形成的时间,由南往北有越来越年轻的趋势。一般相信,火星的地幔热柱
(plume)在Tharsis底下形成热点,并提供充足的岩浆与热能使Tharsis地区有长期的喷发
活动,而不同时期的热点位置,则形成不同的火山。然而,火星地幔柱的存在与否、热点
位置的变化机制目前尚无定论。
美国科罗拉多大学科学家Shijie Zhong认为地幔柱的存在、与火星地壳的厚度差异,会导
致火星的球壳板块产生转动,让Tharsis的火山喷发中心从南往北迁移,如同地球上,落
在移动太平洋板块的热点,造成夏威夷的火山岛链。其研究结果已发表在Nature
Geoscience期刊上。
Zhong建立一个三维的数值模型来观察地幔柱的演化。他认为造成火星南北不对称地形的
机制,使地幔柱最早出现於火星南半球底下、同时产生较厚地壳。而形成地壳的剩余物质
则在厚地壳下方累积,成为很好的隔绝层(图a) [注一],所以,地幔柱的岩浆只能转从较
薄的残余层处向上迁移、再穿过地壳喷发出来。因此,地幔柱对上方板块的作用应力,会
决定在夹在两者间残余层的厚度,而应力的差异最终导致地表板块整体的往南转动(图b)
,较新的火山喷发则座落在北方(图c)。
这个研究最有趣的结论在於,像火星这样只有一个板块的行星,板块相对於底下的地幔同
样可以产生移动。同时,它也为
古磁极的研究提出一个新的变数,因为磁极的漂移,不见
得只有行星本身地磁的变化、板块的相对运动可造成,这些板块也有可能同时同步运动。
原始论文:
Zhong, S., Migration of Tharsis volcanism on Mars caused by differential
rotation of the lithosphere, Nature Geoscience, 2, 19-23, 2009
[注一]造成火星地壳转动机制的卡通说明图。红色、绿色、深蓝色与黄色,分别代表火星
地核、地幔、岩石圈地幔、与地壳(岩石圈地幔与地壳一起被称为板块)。浅蓝色为本文
中的残余层,橘色为地幔柱。
http://www.sciscape.org/news_img/mars_crust.jpg
参考来源:
Nature Geoscience: Mars's rotating shell
相关连结:
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