隕石坑
隕石坑(較大的隕石坑又稱環形山)是行星、衛星、小行星或其它天體表面通過隕石撞擊而形成的環形的凹坑。隕石坑的中心往往會有一座小山,在地球上隕石坑內常常會充水,形成撞擊湖,湖心有一座小島。
在具有風化過程的天體上或者具有地殼運動的天體上,老的隕石坑會逐漸被磨滅。比如在地球上通過風化、風吹來的塵沙的堆積、岩漿撞擊坑會被掩蓋或者磨滅。在其它天體上有可能有其它效應來磨滅隕石坑。比如木衛四的表面是冰,隨著時間的流逝冰會慢慢流動,使得這顆衛星表面的隕石坑消失。
在地球、月球的隕石坑有很多,地球上約有150個大的依然可以辨認出來的隕石坑,通過對這些隕石坑的研究地質學家還發現了許多已經無法辨認出來的隕石坑。幾乎所有具有固體表面的行星和衛星均帶有隕石坑。在有些天體上隕石坑的密度可以被用來確定相應的表面地區的形成年代。
多利亞隕石坑
據物理學家組織網報導,美國宇航局火星勘測軌道飛行器日前發回一張火星維多利亞隕石坑的最新靚照。這張照片是火星勘測軌道飛行器使用高清晰成像科學實驗照相機(HiRISE)拍下的,拍攝角度比之前維多利亞隕石坑照片更為傾斜。
維多利亞隕石坑位於火星梅里迪亞尼平原(Meridiani Planum),照相機的角度為垂直向下、東向22度(east of straight down),這就好比透過飛機視窗俯瞰此地一樣。照片東側地形最高。暴露出來的最令人感興趣的地質地層是維多利亞隕石坑陡峭的岩壁,從頭頂直接向下看時很難看到。
這種斜視圖中尤為值得關注的是,隕石坑岩壁最上面附近的一個閃光帶。科學家對顏色進行增強,令原本細微的差別變得更突出。高清晰成像科學實驗照相機之前捕捉的維多利亞隕石坑照片有力支持了美國宇航局“機遇”號對該隕石坑的探測。
“機遇”號探測器對火星的科學研究做出了重要貢獻。從2006年9月至2008年8月,“機遇”號勘測了這個直徑約800米的隕石坑的邊緣地帶和內部。它的實地勘測表明,隕石坑岩壁最上方。
坑內發現冰
據國外媒體報導,去年,在隕石撞擊到火星表面後,美國國家航空和航天管理局太空飛行器的數字望遠鏡觀察到在此次撞擊過後隕石坑周圍有冰出現。
圖片顯示,火星的地下冰在緯度48'的地方延伸開來。科學家根據收集到的圖片推測,在火星上存在有更多的冰,並且大多集中在火星的赤道區域,這大大超出了原來的估計。
這片區域正好是維京2號火星探測器在1976至1980年間執行探測任務的地方。 在該探測器的程式設定中,有一項科學任務是在火星表面挖一條大約6英寸深的溝。新的數據模型顯示,如果維京2號能再向下多挖3.5英寸(僅比信用卡長一些),那么它就能夠找到冰。
很難說此次發現會對日後的火星科學項目有什麼影響,但毫無疑問,影響會很大。“在經歷了維京2號的失敗後,此次發現將在未來的20年內改變人們對待火星的態度,”NASA的戈達德檔案主管 大衛威廉士說,“我們將會有一個全新的火星數據模型,當時如果他們再挖深一點,他們對火星的態度就會完全改觀。”
科學家們並不是很了解這個紅色的星球。由於行星學家們缺乏證實火星上有水存在的有力理論,火星地底的凍的發現也許並不令人感到有多驚喜。原本他們以為在火星的極點附近會有凍的出現。而現在在火星赤道處所發現的冰比之前他們預計的還要多。
不同於鳳凰號火星探測器,維京2號的挖掘工具不是為了尋找冰而設計的。它的任務僅僅是採集火星泥土樣本進行測試而已。由於維京2號的手臂不夠強壯,所以它在面對所發現的冰塊時無能為力,火星探測任務的首席調查員斯蒂文斯奎爾斯如是說。他同時表示,儘管沒有發現凍的存在,但是維京任務依然取得了很大的成功。
但是維京2號的工作確實給人留下了深刻的印象,即在中緯度的火星表面並沒有凍的存在。這說明,有些時候科學發現就需要更深的投入和些許運氣的幫助,哪怕是在那個離我們很遠的星球表面上。
龜裂痕跡
據《新科學家》雜誌報導,日前,科學家通過研究火星圖片發現,火星隕石坑底部盆地出現的一些巨大多邊形裂紋是由遠古湖泊乾涸蒸發所致。這一發現表明,火星在遠古時期曾存在溫暖濕潤的氣候,而且可能還有湖泊形成。 這一觀點是由馬克思·普朗克太陽系研究協會(Max Planck Institute for Solar System Research)的在讀博士拉米·埃爾馬瑞(M Ramy El Maarry)提出來的。他已經在歐洲行星科學會議(E uropean Planetary Science Congress)上公布了自己這一項研究成果。
埃爾馬瑞稱,圖片顯示,這些多邊形裂紋是在火星表面乾涸之後形成的,很多裂紋相互交錯。為了做這項研究,埃爾馬瑞調查了火星表面二百六十六個隕石坑盆地的裂紋。雖然近期幾次火星探測任務都曾發現過其隕石坑盆地存在多邊形裂紋,但是科學家們之前一直認為,這些裂紋的形成是由於火星表面永久凍土的熱收縮所致。不過,埃爾馬瑞自己發明了一套模式來計算這些裂紋的深度以及廣度。分析模式顯示,這些裂紋的平均寬度為一米至十米,比他在隕石坑中觀察到的裂紋要小得多,而由熱收縮導致的裂紋其長度可達六十五米。很顯然,這些裂紋不是由熱收縮所導致的。
埃爾馬瑞表示:“當我發現這些裂紋要比由熱收縮導致的裂紋小很多的時候,我感到非常興奮,因為這不可能是由熱收縮而產生的裂紋。另外,我還發現,這些裂紋非常類似於地球上乾涸湖泊的泥裂,這同普通家庭後花園泥巴乾涸後產生的裂紋現象是相同的。但是,火星上裂紋同地球上的相比,深度要更深,還會形成多邊形形狀。”
這些火星裂紋的照片由火星全球測量器(Mars Global Surveyor)上的MOC照相機以及火星軌道勘測器(Mars Reconnaissance Orbiter)上搭載的超高解析度成像科學實驗(H I R I S E)照相機和背景照相機拍攝的。埃爾馬瑞通過分析這些照片發現,火星表面裂紋平均長度在七十米至一百四十米,而平均寬度為一米至十米。
埃爾馬瑞表示:“當有隕石撞擊火星表面時,所產生的熱量能夠將火星地殼之下的冰層融化,同時形成一個熱液系統(hydrothermal system)。液態水能夠填滿火星表面的隕石坑,形成湖泊,而湖面表層覆蓋著一層厚厚的冰層。即使在火星當前的氣候條件下,其表面的湖泊也可能在數千年之前消失,而留下的就是我們目前發現滿布裂紋的樣子。”
有證據表明,在距今四十六億年至三十八億年這段期間,火星表面曾覆蓋大量的液態水。雨水以及河流可能在火星表面的隕石坑內聚集,形成河流,並且在蒸發乾涸之前曾存在了數千年時間。不過埃爾馬瑞認為,火星北半球的許多多邊形隕石坑裂紋是近代才形成的。
勘探
據美國國家廣播公司報導,美國宇航局的“機遇”號火星車已經在火星上度過了4個年頭,在這段時間內,它對幾個隕石坑進行了研究,不過現在它將向最大的隕石坑進發,對它進行勘探。
“奮進”隕坑直徑22公里
負責姊妹火星車任務的科研組22日宣布,“機遇”號將動身前往直徑是13.7英里(約22公里)的隕石坑——“奮進”隕坑(Endeavour)。這個隕石坑比維多利亞隕石坑大20多倍。在過去的兩年間,“機遇”號一直在維多利亞隕石坑度過。這個月該火星車才爬上地面。
“機遇”號為了到達“奮進”隕坑,它必須向東南方向行駛大約7英里(約11.3公里),這相當於它自2004年1月在這顆紅色行星上著陸以來行駛的總里程。康奈爾大學的史蒂夫·斯奇雷斯是負責這項科學任務的首席研究員,他在22宣布這個訊息時說:“我們的火星車可能跑不到那裡,但是從科學角度說,朝這個方向行駛是個正確選擇。與以前我們看到的隕石坑相比,這個隕石坑大得驚人。”
科學家希望在這個隕石坑裡看到的岩石層比在維多利亞隕石坑內看到的更深。斯奇雷斯說:“我希望能在隕石坑邊緣看到更深的岩石層。然而即使我們永遠也到不到那裡,只要我們一直往南走,我們就有望在地表看越來越年輕的岩層。而且南面還有大隕石坑,那裡的石塊都是我們所希望研究的。”
每天行進100米需兩年抵達
據負責該火星車的科研組估計,“機遇”號在前往“奮進”隕坑的過程中,每天大約能行進110碼(100.58米)。即使始終保持這個速度,它趕到“奮進”隕坑也需要2年時間。加利福尼亞州帕薩迪納美國宇航局噴氣推進實驗室的“機遇”號任務的項目經理約翰·卡萊斯說:“這個目標比我們以前制定的任何目標都更加大膽、更主動。這是一項激動人心的行動,它是新科學。對這些遙控探測器來說,它是接下來的又一個巨大挑戰。”
可能無法抵達新目的地
“機遇”號和它的姊妹火星車“勇氣”號一樣,在火星上停留的時間已經超過了它的預期壽命,因此它有可能在抵達那個隕石坑之前趴窩。不過美國宇航局表示,2005年和2006年在“機遇”號前往維多利亞隕石坑的4英里行程中無法使用的兩個新資源,有望為這項新任務提供幫助。
其中一個有利條件是可以利用美國宇航局的火星勘測軌道飛行器上的“高清晰度科學實驗成像”照相機,可以在軌道上拍攝體積比這個火星車本身還小的物體。火星勘測軌道飛行探測器和它的“高清晰度科學實驗成像”照相機在2006年抵達這顆紅色星球。卡萊斯說:“我們可以藉助‘高清晰度科學實驗成像’照相機確定‘機遇’號的行進路線和它沿途大範圍記憶體在的潛在風險。”
另一個有利條件是2006年上傳給“機遇”號和“勇氣”號的新版軟體,這個軟體提高了這兩個火星車自行選擇路線和避開沙丘等風險因素的能力。
“機遇”號在過去的4年間已經探測了直徑65英尺(20米)的“鷹坑”(Eagle crater)、直徑430英尺(130米)的“耐力”坑、直徑半英里(800米)的維多利亞隕石坑和一些更小的撞擊點。研究初期,“機遇”號發現“鷹坑”周圍地區在遙遠的過去存在地表和地下水的地質證據。自此,這個火星車的探索活動給人們提供了有關該地的環境隨著時間推移發生了怎樣的變化的重要數據,為人類了解火星的過去提供了一條途徑。
火星地理印象
火星與地球在地理特徵上相比有很多相似之處。它有高山,有峽谷,有平原和高原。火星南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被溶岩填平的平原,南方則是曾受過多次撞擊的古老高地。 |
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