时间：2016年3月31日
来源：德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）
摘要：新的研究发现火星上大量高度超过一英里(约1600米)的小丘是由风在数十亿年间不断作用而形成的。这些小丘的位置可帮助人们确定火星在经历气候变化时，这个红色的星球上水资源消失的时间。
这些图片为火星上火山口沉积物被侵蚀的不同阶段（上排）与一个火山口模型的风洞实验（wind tunnel experiment）结果（下排）的对比。暖色代表高海拔，冷色代表低海拔。
图片来源：Mackenzie Day
新的研究发现火星上大量高度超过一英里的小丘是由风在数十亿年间不断作用而形成的。这些小丘的位置可帮助人们确定火星在经历气候变化时，这个红色的星球上水资源消失的时间。
这项研究于3月31日被发表于美国地球物理学会（American Geophysical Union）的《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）杂志上。
这项研究说明风对于火星地貌形成的重要性，而在地球上风的作用会被其他进程所掩盖掉。德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院（Jackson School of Geosciences）的毕业生同时也是这篇论文第一作者的Mackenzie Day说。
“火星上不存在板块构造（plate-tectonics），也没有液态水，经过了数十亿年我们能够看到那些小丘。所以，没有其他因素能够掩盖风对这些山丘数十亿年以来的改造进程，这也给了我们单独研究风对地貌变迁影响的宝贵机会。”Day说。“风在地球上绝不能起到这种作用，因为水作用的更快并且地质变化更快的多。”
Day 与杰克逊学院的Gary Kocurek以及地质科学系（Department of Geological Sciences）的
David Mohrig，德克萨斯大学达拉斯分校（University of Texas at Dallas）的研究员William Anderson一起进行的研究。
这些小丘第一次被发现是在1970年美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的海盗计划（Viking program）期间，当时发现的小丘位于火山口底部。最近根据火星探测器--好奇号漫游车（Mars rover Curiosity）对夏普峰（Mount Sharp）的观测显示，在盖尔陨石坑（Gale Crater）内部高达三米处有一个小丘，最厚的地方由沉积岩（sedimentary rock）构成，底部与顶部分别由过去被水冲进火山口的沉积物、由风带来的沉积物构成。但是，在火山口内部由沉积物堆成的小丘从何而来仍是未知数。
“有一个理论声称这些小丘是由数十亿年间的风蚀作用（wind erosion）而形成的，但是从未有人证实过。”Day 说。“所以我们这篇论文最酷的地方在于我们弄清了风到底是怎样做出了这样的变化。”
为了证实风是否可以创造出一个小丘，研究人员们建了一个30厘米宽4厘米高填满了潮湿沙子的微型火山口，并把它放在一个风洞（wind tunnel）中。他们跟踪观察了火山口中沙子的海拔以及分布情况，直到这些沙子被吹走。这个模型的沉积物被侵蚀的形式与在火星火山口处的真实情况很相似-——在火山口处形成了加深加宽火山口的新月形壕沟。最终被留下的沉积物就形成了一个小丘，但随着时间流逝，小丘也被侵蚀殆尽了。
“我们的模型由填充满沉积物的夹心蛋糕似的火山口变成了我们现在看到的小丘似的形状。”Day说。
为了理解风的动态，研究者也建了一个计算机模型模拟了风在不同侵蚀阶段是怎样吹过火山口的。
小丘的结构让人容易把它们的形成与火星上的气候变化联系起来。Kocurek说。它的底部是在气候潮湿阶段形成的，而顶部以及小丘的成形都是在气候干燥的时期。
“这种顺序表明了这样一种变化：从较潮湿的以水为主导的沉积过程，到开始干燥时期风对这些由水带来的沉积物进行重新塑造，紧接着是当不再有新的沉积物的时候的风蚀。”他说。“总之，我们看到了火星沉积物从出现到目前状态的完整循环再现。”
“这项研究帮助了科学家追踪火星于地质学上大约三十七亿年前开始的诺亚纪时期（Noachian Period），气候开始由湿润转为干燥的时期。科学家们研究了火星地表上形成的三十个沉积物小丘，发现它们全都出现于诺亚纪时期内，进而将气候变化与该段时期联系了起来。
这项研究由美国国家航空和宇宙航行局,美国国家科学基金会（the National Science Foundation）以及德克萨斯大学德拉斯分校资助。
翻译：柯奎宇
审稿：林然
内容源：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160331122351.htm
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