为何火星的两半截然不同？

为何火星的两半截然不同？

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网易

1.

https://www.163.com/dy/article/JMQK6H890511C54E.html

火星一直是太阳系中充满谜团的星球之一，其中火星二分现象（Martian dichotomy）尤其吸引科学家们的注意。从1970年代维京号探测器首次发现以来，火星南北半球在地形、地壳厚度和地质特征上的明显差异一直是研究的焦点。

高解析度的火星全球地形图，可明显看出火星南北半球之间的差异。来源：NASA/JPL-Caltech/GSFC

南北地形对比

• 南部高地：覆盖火星表面的约三分之二，高出北部低地5到6公里，布满陨石坑和古老的火山熔岩流痕迹。这些特征表明南部高地的地表更古老。
• 北部低地：表面相对平滑且平坦，几乎没有明显的地形特征，地壳厚度较薄。
• 磁性差异：南部高地的岩石具有磁性，暗示其形成于火星早期拥有磁场的时期，而北部低地的岩石则不具备这一特性。

这些差异为火星二分现象的成因提出了两个主要假说。

成因假说

1. 内生假说
   内生假说认为，火星内部的热对流导致了南北地壳的差异。火星的地函中可能存在热物质上升和冷物质下沉的运动，形成了不同厚度和高度的地壳。

2. 外生假说
   外生假说则认为，火星早期可能经历了月球大小的天体撞击，或者多次较小天体的撞击，这些事件剥离了北半球的大部分地壳，形成了如今的低地。

火震数据提供新证据

NASA的洞察号探测器（InSight）通过测量火星上的火震（类似地震的现象）数据，为火星二分现象提供了新的证据。洞察号位于火星二分现象的边界附近，研究团队分析了震波如何穿过南北半球的地壳和地函传播，发现了关键线索：

• 震波能量衰减：南部高地的震波能量衰减更快，表明地函温度较高。
• 热量散失差异：北部低地的地函温度较低，热量散失更快。

这些发现为内生假说提供了重要支持。

模拟火星早期地质活动

研究模拟显示，火星早期可能只有一个热对流上升区和下降区。这种模式导致了南半球地壳增厚形成高地，而北半球地壳因冷物质下沉而变薄。火星可能曾经像地球一样拥有板块运动，但随着其冷却逐渐形成静止岩盖，稳定了现有的地壳结构。

未来研究

尽管洞察号的数据提供了重要线索，火星二分现象的完整解释仍需更多研究。未来任务（如ExoMars或火星样本取回任务）将结合更多火震数据和地质成分分析，进一步揭示火星的演化历史。

本文原文来自The Conversation