Lũ lụt nhanh chóng và dữ dội từ các miệng núi lửa tràn đã định hình bề mặt sao Hỏa

Miệng núi lửa Mars Outlet

Một hình ảnh địa hình màu cho thấy các thung lũng sông trên sao Hỏa. Hẻm núi đầu ra Loire Vallis (đường màu trắng) được hình thành từ sự tràn nước của một hồ ở Parana Basin (đường viền màu trắng). Các đường màu đen chỉ ra các thung lũng sông khác được hình thành bởi các quá trình khác ngoài các dòng chảy tràn của hồ. Nền được tô màu bằng địa hình lấy từ Máy đo độ cao bằng Laser Orbiter trên sao Hỏa trên bức tranh ghép ảnh Hệ thống hình ảnh phát thải nhiệt. Hình ảnh có chiều ngang khoảng 650 km. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA / GSFC / JPL ASU

Trên Trái đất, xói mòn sông thường là một quá trình diễn ra chậm chạp. Nhưng trên Sao HoảTheo một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin dẫn đầu, lũ lụt lớn từ các hồ miệng núi lửa tràn có vai trò to lớn trong việc định hình bề mặt sao Hỏa, tạo ra các vực sâu và di chuyển một lượng lớn trầm tích.

Nghiên cứu, được công bố hôm nay (29 tháng 9 năm 2021) trong Thiên nhiên, nhận thấy rằng những trận lũ lụt, có thể kéo dài chỉ vài tuần, đã xói mòn quá đủ lượng phù sa để lấp đầy hoàn toàn Hồ Superior và Hồ Ontario.

Tác giả chính Tim Goudge, phó giáo sư tại Trường Khoa học Địa chất UT Jackson, cho biết: “Nếu chúng ta nghĩ về cách trầm tích được di chuyển qua cảnh quan trên sao Hỏa cổ đại, thì lũ lụt do vỡ hồ là một quá trình thực sự quan trọng trên toàn cầu. “Và đây là một kết quả hơi đáng ngạc nhiên vì chúng đã được coi là dị thường chỉ xảy ra trong một thời gian dài.”

Hồ Goudge Breached sao Hỏa

Phần còn lại của một hồ miệng núi lửa trước đây trên sao Hỏa được bao quanh bởi các miệng núi lửa khác nhỏ hơn. Hẻm núi lớn ở phía trên bên trái được hình thành trong một sự kiện phá vỡ miệng núi lửa. Tín dụng: Goudge et al.

Các hồ miệng núi lửa đã phổ biến trên sao Hỏa hàng tỷ năm trước khi Hành tinh Đỏ có nước lỏng trên bề mặt của nó. Một số miệng núi lửa có thể chứa một lượng nước nhỏ của vùng biển. Nhưng khi nước trở nên quá mức không thể chứa được, nó sẽ phá vỡ mép của miệng núi lửa, gây ra lũ lụt thảm khốc khắc sâu các thung lũng sông sau khi nó trỗi dậy. Một nghiên cứu năm 2019 do Goudge dẫn đầu đã xác định rằng những sự kiện này xảy ra nhanh chóng.

Các hình ảnh viễn thám được chụp bởi vệ tinh quay quanh sao Hỏa đã cho phép các nhà khoa học nghiên cứu tàn tích của các hồ miệng núi lửa bị thủng trên sao Hỏa. Tuy nhiên, các hồ miệng núi lửa và các thung lũng sông của chúng hầu hết đã được nghiên cứu trên cơ sở riêng lẻ, Goudge nói. Đây là nghiên cứu đầu tiên nhằm điều tra xem 262 hồ bị thủng trên khắp Hành tinh Đỏ đã định hình bề mặt sao Hỏa nói chung như thế nào.

Nghiên cứu yêu cầu xem xét danh mục các thung lũng sông hiện có trên sao Hỏa và phân loại các thung lũng thành hai loại: các thung lũng bắt đầu từ rìa miệng núi lửa, cho thấy chúng hình thành trong một trận lụt do vỡ hồ và các thung lũng hình thành ở những nơi khác trên cảnh quan, gợi ý sự hình thành dần dần theo thời gian.

Bản đồ toàn cầu về thung lũng sông Mars

Bản đồ toàn cầu của Sao Hỏa cho thấy các thung lũng sông xung quanh Hành tinh Đỏ. Các thung lũng sông được hình thành do vỡ hồ miệng núi lửa có màu trắng. Các thung lũng sông hình thành dần theo thời gian có màu đen. Tín dụng: Goudge et al.

Từ đó, các nhà khoa học đã so sánh độ sâu, chiều dài và thể tích của các loại thung lũng khác nhau và phát hiện ra rằng các thung lũng sông được hình thành bởi các vết nứt của hồ miệng núi lửa vượt xa trọng lượng của chúng, làm xói mòn gần một phần tư thể tích thung lũng sông của Hành tinh Đỏ mặc dù chỉ chiếm 3% tổng chiều dài thung lũng.

Đồng tác giả nghiên cứu Alexander Morgan, một nhà khoa học tại Viện Khoa học Hành tinh, cho biết: “Sự khác biệt này là do thực tế là các hẻm núi đầu ra sâu hơn đáng kể so với các thung lũng khác.

Ở độ cao 559 feet (170,5 mét), độ sâu trung bình của một thung lũng sông bị đứt gãy nhiều hơn hai lần so với các thung lũng sông khác được tạo ra dần dần theo thời gian, có độ sâu trung bình khoảng 254 feet (77,5 mét).

Ngoài ra, mặc dù các vực sâu xuất hiện ngay lập tức về mặt địa chất, chúng có thể đã ảnh hưởng lâu dài đến cảnh quan xung quanh. Nghiên cứu cho thấy rằng các vết thủng đã quét qua các hẻm núi sâu đến mức chúng có thể đã ảnh hưởng đến sự hình thành của các thung lũng sông khác gần đó. Các tác giả cho biết đây là một giải thích thay thế tiềm năng cho địa hình thung lũng sông Sao Hỏa độc đáo thường được cho là do khí hậu.

Nghiên cứu chứng minh rằng các thung lũng sông do vỡ hồ đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành bề mặt sao Hỏa, nhưng Goudge cho biết đây cũng là một bài học cho những kỳ vọng. Địa chất của Trái đất đã xóa sổ hầu hết các miệng núi lửa và làm cho quá trình xói mòn sông diễn ra chậm và ổn định trong hầu hết các trường hợp. Nhưng điều đó không có nghĩa là nó sẽ hoạt động theo cách đó trên các thế giới khác.

“Khi bạn điền vào [the craters] với nước, rất nhiều năng lượng tích trữ ở đó sẽ được giải phóng, ”Goudge nói. “Trong trường hợp này, thật có lý khi sao Hỏa có thể nghiêng về phía bị thảm họa định hình nhiều hơn so với Trái đất”.

Tham khảo: “Tầm quan trọng của lũ lụt do vỡ hồ đối với việc rạch thung lũng trên sao Hỏa sơ khai” của Timothy A. Goudge, Alexander M. Morgan, Gaia Stucky de Quay và Caleb I. Fassett, ngày 29 tháng 9 năm 2021, Thiên nhiên.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03860-1

Các đồng tác giả khác của nghiên cứu là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Gaia Stucky de Quay của Trường Jackson và Caleb Fassett, một nhà khoa học hành tinh tại NASA Trung tâm bay vũ trụ Marshall.

NASA đã tài trợ cho nghiên cứu.

Bạn cũng có thể thích

Menu