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泛滥的湖泊如何影响了火星的地貌
这张地图展示了卢瓦尔河谷（白线） ， 这是一个由巴拉那盆地的湖水溢出形成的峡谷（白色的轮廓） 。 这只是早期火星上由湖泊泛滥所造成的众多山谷之一 。图片来自美国航天局/戈达德航天飞行中心/喷气推进实验室/亚利桑那州立大学/行星科学研究所 。
数十亿年前 ， 火星上遍布湖泊与河流 。 直到今天仍然可以看到许多古老的河谷 ， 这证明火星曾经是一个明显潮湿的世界 。 如今 ， 科学家们发现了一些关于这些山谷是如何形成的新线索：泛滥的湖泊 。
根据德克萨斯大学蒂莫西·A·古奇领导的一项新研究显示 ， 至少有25%的山谷是由湖泊泛滥造成的 ， 即湖泊中的水位超过了湖泊的边缘 。 类似于洪水决口和冲破堤坝 。
结果 ， 发生了巨大的洪水 ， 在周围的土地上侵蚀出了山谷 。
陆上湖泊
多个轨道飞行器、着陆器和漫游车已经证实：在火星失去大部分大气和温度并成为我们今天看到的寒冷干燥的世界之前 ， 早期火星上有丰富的湖泊和河流 。 尽管最近的一项研究表明大部分水都被锁在地壳的矿物质中 ， 但大部分水的去向仍有争议 。
然而新发现表明 ， 火星表面曾经非常潮湿 ， 以至于湖泊经常溢出 。 几十亿年的时间能带来多大的改变啊！
行星科学研究所 (PSI) 的亚历山大·摩根解释说：
我们发现 ， 火星山谷群总侵蚀量中至少有四分之一是由湖泊泛滥造成的 。 考虑到由湖泊泛滥形成的山谷仅占火星山谷总长度的3% ， 这么高的数字尤其引人注目 。这种差异的原因是因为出口峡谷明显比其他山谷深得多 。 这些洪水将塑造火星的整体地形 ， 影响其他山谷的流动路径 。 我们的结果并没有否定早期火星上降水产生径流的重要性 。 相反 ， 液态水必须保持足够长的稳定时间 ， 以便湖泊能够从入口处的河流中填满 。
早期潮湿的火星上泛滥的湖泊
正如论文中所述 ， 在火星潮湿时期 ， 湖泊泛滥似乎很常见：
早期火星的地表环境有一个活跃的水文循环 ， 包括流动的液态水 ， 它侵蚀了河谷并注满了湖盆 。 这些湖盆中的200多个湖盆充满了足够的水 ， 冲破了封闭的地形 ， 造成了灾难性的洪水和出口峡谷的切口 。
德克萨斯大学奥斯汀分校的地质学家蒂莫西·A·古奇领导了关于早期火星湖泊泛滥的新研究 。图片来自德克萨斯大学奥斯汀分校 。
看到如此多的水从湖泊中冲刷下来并蚀刻出广阔的山谷 ， 一定是相当壮观的景象 。而现在 ， 那些山谷和峡谷却极度干燥 ， 甚至比地球上的沙漠还要干燥 。
绘制湖泊和山谷地图
那么 ， 研究人员是如何确定火星上发生了如此多的洪水呢？ 他们使用了火星的全球地图来确定哪些山谷是由泛滥的湖泊所形成的 。 他们让算法去计算山谷被侵蚀的体积 ， 然后将湖泊泛滥形成的峡谷的体积与其他山谷群进行比较 。 正如摩根所阐述的：
很长时间以来 ， 人们普遍认为火星上的一些山谷是由于湖泊泛滥而形成的 ， 但是我们的研究是第一个火星全球性的分析 。 先前的研究认为 ， 火星上的山谷群和地球上的河谷群之间的差异证明了火星地貌是由地表水以外的过程形成的 ， 如地下水或冰川侵蚀 。 但我们的研究结果表明 ， 火星上的许多山谷实际上更类似于地球上的灾难性洪水 ， 比如那些在最后一次冰期的末期塑造了美国西北部山谷的洪水 。
奥苏加峡谷群是火星上众多河道中的一组复杂的古老河道 。新的研究表明 ， 至少有四分之一的此类河道或山谷是由泛滥的湖泊引发的洪水造成的 。图片来自 欧洲航天/德国航空航天中心/柏林自由大学/新科学家 。
古奇补充道：
如果我们考虑一下沉积物是如何在火星表面移动的 ， 那么湖泊泛滥就是沉积物在火星全球范围内移动的一个非常重要的过程 。 这是一个有点令人吃惊的结果 ， 因为长期以来 ， 它们一直被认为是一次异常的结果 。
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