火星伊達厄斯槽溝的“蝴蝶隕石坑”

2025123

 

  • 來自德國航空航天中心 (DLR) 火星相機 HRSC 的新圖像顯示了坦佩地 (Tempe Terra) 高地地區和阿西達利亞平原 (Acidalia Planitia) 和克律塞平原 (Chryse Planitia) 低地平原之間的區域。
  • 影像主要由平坦的地形構成,其中有一些輪廓較深的台地和一個形狀奇特的撞擊坑。
  • 週年紀念日即將到來:1976 年,「維京號」登陸艇在克律塞平原西部著陸。
  • 重點領域:太空旅行、探索、火星、高解析度太空望遠鏡

 

最近處理過的高解析度立體相機(HRSC)影像揭示了火星北半球低地一種特殊的隕石坑。這台由德國航空航天中心(DLR)研發、搭載於歐洲太空總署(ESA)火星快車探測器上的相機自2004年1月起投入運作。研究人員正利用這些影像資料創建高解析度數位地形模型和全球地形圖,從而為我們了解這顆行星鄰居的形成和演化提供寶貴資訊。

這些圖像描繪了坦佩地(Tempe Terra)高地與阿西達利亞平原(Acidalia Planitia)和克律塞平原(Chryse Planitia)低地平原之間的區域(參見概覽圖)。附近是一個名為伊達烏斯溝(Idaeus Fossae)的複雜溝佢係統,該系統由縱橫交錯的筆直溝壑或水道組成。再往西南幾公里,卡塞谷(Kasei Valles)的流出通道匯入伊達烏斯溝。伊達烏斯溝長達1,600公里,是火星上同類型系統中最大的乾涸排水系統之一。

此外,在卡塞峽谷口以南不遠處(參見區域概覽),也就是圖中所示區域,是美國太空總署「海盜1號」探測器的著陸點。這是第一個對火星進行長期實驗的探測器。

 

低地是由大量富含能量的水體形成的。

1976年7月20日,維京號登陸器在克律塞平原西部著陸。此次著陸原計劃於7月4日美國獨立日當天進行。然而,維京1號軌道飛行器從軌道上拍攝的首批影像顯示,預定著陸點巨石密集,對著陸構成威脅。因此,NASA花了十天時間尋找更合適的著陸點。謹慎和耐心最終得到了回報:維京1號一直運行到1982年底。

南部沼澤高地和北部低地之間的所謂二分界線,位於此處所示HRSC圖像西南幾公里處,由一道引人注目的陡峭斷崖構成,落差達兩公里。這道斷崖名為尼洛克拉斯‧斯科普魯斯(Nilokeras Scopulus),位於大型卡塞河出流通道的河口處。

站在懸崖邊緣,人們看到的景象與大峽谷相似——只不過這處火星懸崖的長度幾乎是大峽谷的兩倍,寬度也遠超後者。在100公里寬的沙拉諾夫隕石坑對面,地平線上幾乎看不到另一邊的斜坡。這座陡峭的懸崖很可能是由地殼運動和侵蝕共同作用形成的,而地殼運動和侵蝕則源於卡塞河谷中大量水流的快速流動。

影像主要由平坦的地形構成,點綴著幾座輪廓較深的台地和一個形狀奇特的撞擊坑。紅褐色的地表從南(俯視圖中的左側)到北(右側)逐漸變暗,影像中也散佈著一些較淺、較淺的區域。這些區域以及線狀山谷都屬於一個更大的地質構造——伊達烏斯溝(Idaeus Fossae),這是一個位於圖像西側幾公里處的山谷系統。

 

低空小行星撞擊

在影像的北側(右側),一個橢圓形撞擊坑引人注目。它東西長約20公里,南北寬約15公里。雖然太陽系天體撞擊行星固體表面形成的撞擊坑幾乎都是圓形,但這個橢圓形撞擊坑顯示其撞擊角度較小。實驗室高速砲實驗顯示,撞擊角度小於15度時,撞擊坑往往呈橢圓形。 5到10度的掠射撞擊則會形成所謂的蝴蝶形撞擊坑。

噴射物主要沿彈坑兩側橫向沉積,方向與飛行方向垂直。如圖所示,兩個「蝴蝶翼」狀噴射物分別位於彈坑的南北兩側。由於彈道撞擊幾何形狀的限制,東西兩側(即彈丸飛行路徑方向)沒有噴射物沉積。

噴射物覆蓋層也呈現液化物質的特徵,這種物質是由撞擊碎片與地下水或冰混合形成的。由於此類事件中能量交換巨大,冰會瞬間液化。即使是通常堅硬的固體岩石也會像黏稠的液體一樣發生反應。這類噴射物通常呈現物質的重疊層狀結構,且邊界呈現明顯的圓形(如圖右上角所示)。

 

圖像編輯

這些影像由火星快車號探測器上的高解析度立體相機(HRSC)於2024年11月8日在第26325次軌道飛行期間拍攝。地面解析度約為每像素17公尺。影像中心位於北緯37度、東經309度附近。

此彩色影像由垂直於火星表面的視場角通道資料和高解析度掃描電腦 (HRSC) 的色彩通道所創建而成。

傾斜透視圖由數位地形模型、天底通道和高解析度彩色通道產生。立體影像(配戴紅藍或紅綠眼鏡觀看時可呈現三維立體景觀)由天底通道和立體通道產生。

彩色地形圖是基於該區域的數位地形模型(DTM)繪製的。

 

[照片]

(A) 伊達烏斯溝南部的桌山

這張透視圖展示了位於伊達烏斯槽溝南部、高約一千公尺的台地。它們是周圍馬爾馬拉德高地的遺跡,馬爾馬拉德高地曾經遭受強大的洪水侵蝕。再往南幾公里就是卡塞谷三角洲,它是火星上最大的排水系統之一。在火星早期歷史中,大量的水流通過馬爾馬拉德高地這個最大的山谷群,以巨大的能量被沖入克律塞平原。影像寬度約40公里。

(B) 略呈橢圓形的撞擊坑,噴出物呈蝴蝶翅膀狀

這張透視圖展示了火星伊達烏斯槽溝區域的一個撞擊坑,其直徑分別為20公里和15公里,呈現略微橢圓形。這使其區別於類地行星(具有固體表面)上常見的圓形撞擊坑。這顯示撞擊角度較淺,約為5到10度。噴出的物質主要沿撞擊方向兩側橫向沉積,垂直於撞擊方向。其形狀酷似蝴蝶翅膀。

(C) 伊達烏斯溝壑中異常明亮的區域

歐洲太空總署火星快車號探測器上的高解析度掃描相機系統拍攝的影像顯示,伊達烏斯溝壑區域存在​​著細微的顏色差異:從南到北,紅棕色的表面逐漸變暗。然而,一些地勢略低的區域卻明顯更亮,這表明這些區域的物質具有不同的礦物組成或風化程度。透視影像的前景寬度約為70公里。

(D) 衛星雷達影像中的海冰

浮冰呈灰色,開闊水域呈黑色。

(E) 伊達烏斯溝區域的真實彩色俯視圖

「伊達俄斯溝」以希臘神話中特洛伊末代國王之子伊達俄斯的名字命名。該區域位於西部的坦佩高原(Tempe Terra,圖中上方)和東部的阿西達利亞平原(Acidalia Planitia)和克律塞平原(Chryse Planitia,圖中下方)之間。德國航空航天中心(DLR)的高解析度超高解析度掃描相機(HRSC)系統搭載於歐洲太空總署(ESA)的火星快車號探測器上,在約350公里的高度拍攝了這些影像,解析度為每像素17公尺。影像中,北方位於右側。覆蓋區域面積約250公里×90公里,略大於薩克森的面積。影像右半部一個引人注目的特徵是一個卵形隕石坑,很可能是由小行星以極淺的角度撞擊造成的。

(F) 伊達厄斯溝的三維立體影像

立體影像可由指向火星表面的垂直通道和高解析度超高解析度掃描相機(HRSC)的傾斜立體通道之一產生。佩戴紅藍眼鏡或紅綠眼鏡觀看時,即可獲得該地形的三維視圖。影像解析度高達每像素小於20米,即使是最小的地形特徵也能清晰呈現。

(G) 伊達烏斯溝地形圖

德國航空航天中心(DLR)的火星快車號探測器上的高解析度立體相機(HRSC)利用其九個感測器,從不同角度拍攝火星表面影像。 DLR太空研究所和柏林自由大學利用這些數據計算數位地形模型。影像右上角的顏色標尺顯示了海拔值。負值表示我們位於伊達烏斯溝的北部低地。四個最顯著的隕石坑直徑在5至20公里之間,深度從500公尺到近​​2000公尺不等。

(H) 伊達烏斯槽溝的獨特地形特徵

乍看之下,位於克律塞平原(意為「黃金平原」)西北角、沼澤高地向北部低地過渡地帶的伊達烏斯槽溝地區似乎單調乏味。然而,仔細觀察便會發現其有趣的景觀——從南(左)到北依次為:高達千米的台地、深色岩層、醒目的淺色斑塊、熔岩冷卻過程中褶皺和逆衝作用形成的皺褶山脊、撞擊坑周圍的流化噴出物覆蓋層、一個深近1500米且覆蓋著不對稱沖出的小坑。

 

source: 
德國航空航太中心