本帖最后由 deepgreen 于 2009-1-30 21:02 编辑
来源:Sciscape
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火星沒有板塊間的相對活動,因為火星地表只有一個板塊,一個堅硬的球狀地殼。最新的研究發現,這個球殼板塊也會轉動,使得Tharsis火山系統的噴發中心從南往北遷移。
Tharsis是火星上廣大的高地地形,座落於火星赤道附近、水手峽谷的西側,其寬大約有3000km、高度可達30km。高地上有多座火山,太陽系最高的山-奧林帕斯就位於Tharsis的西北部,而火山形成的時間,由南往北有越來越年輕的趨勢。一般相信,火星的地幔熱柱(plume)在Tharsis底下形成熱點,並提供充足的岩漿與熱能使Tharsis地區有長期的噴發活動,而不同時期的熱點位置,則形成不同的火山。然而,火星地幔柱的存在與否、熱點位置的變化機制目前尚無定論。
美國科羅拉多大學科學家Shijie Zhong認為地幔柱的存在、與火星地殼的厚度差異,會導致火星的球殼板塊產生轉動,讓Tharsis的火山噴發中心從南往北遷移,如同地球上,落在移動太平洋板塊的熱點,造成夏威夷的火山島鍊。其研究結果已發表在Nature Geoscience期刊上。
Zhong建立一個三維的數值模型來觀察地幔柱的演化。他認為造成火星南北不對稱地形的機制,使地幔柱最早出現於火星南半球底下、同時產生較厚地殼。而形成地殼的剩餘物質則在厚地殼下方累積,成為很好的隔絕層(圖a) [註一],所以,地幔柱的岩漿只能轉從較薄的殘餘層處向上遷移、再穿過地殼噴發出來。因此,地幔柱對上方板塊的作用應力,會決定在夾在兩者間殘餘層的厚度,而應力的差異最終導致地表板塊整體的往南轉動(圖b),較新的火山噴發則座落在北方(圖c)。
這個研究最有趣的結論在於,像火星這樣只有一個板塊的行星,板塊相對於底下的地幔同樣可以產生移動。同時,它也為古磁極的研究提出一個新的變數,因為磁極的漂移,不見得只有行星本身地磁的變化、板塊的相對運動可造成,這些板塊也有可能同時同步運動。
原始論文:
Zhong, S., Migration of Tharsis volcanism on Mars caused by differential rotation of the lithosphere, Nature Geoscience, 2, 19-23, 2009 [註一]造成火星地殼轉動機制的卡通說明圖。紅色、綠色、深藍色與黃色,分別代表火星地核、地幔、岩石圈地幔、與地殼(岩石圈地幔與地殼一起被稱為板塊)。淺藍色為本文中的殘餘層,橘色為地幔柱。 參考來源:
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