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美杜莎槽沟层

坐标：3°12′S 163°00′W / 3.2°S 163.0°W / -3.2; -163.0
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美杜莎槽沟层
热辐射成像系统拍摄的美杜莎槽沟层全时图像
坐标3°12′S 163°00′W / 3.2°S 163.0°W / -3.2; -163.0
长度333 公里

美杜莎槽沟层（Medusae Fossae Formation）是火星上一处可能起源于火山的大型地质单元[1]，它取名自希腊神话中的美杜莎，而“槽沟”（Fossa）一词是拉丁语“深沟”之意。该地貌约位于南纬5°、东经213°处，横跨塔尔西斯和埃律西昂火山区附近的高-低地边界区，其范围涵盖亚马逊区、塔尔西斯区、门农区、埃律西昂区和埃俄利斯区等五大区域的部分地区。

地质

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美杜莎槽沟层为沿火星赤道绵延(不连续)超过5000公里的松软、易风化沉积区，其面积相当于美国大陆面积的20%[2]。有时，该地层看起来像一片起伏平缓的平地，但在一些地方，因风蚀而形成了大片山脊和沟槽地形[1]。雷达成像显示，该地区可能含有极多孔岩石(例如火山灰)或类似冰川的厚冰层，其数量与火星南极冰盖下的储量大致相同[3][4]。通过使用火星全球气候模型模拟，以劳拉·克伯(Laura Kerber)为首的一组研究人员发现，美杜莎槽沟层可能形成于阿波里那山、阿尔西亚山和帕弗尼斯山所喷发的火山灰[5]。相关的细粒成分提供了进一步证据。该地区几乎没有雷达回波，鉴于这一原因，它也被称为“隐形”区[6]。该地层被划分为上、中、下三个子单元区，都属于亚马逊纪，为火星地质史上最年轻的时代[7]。其元素成分的比较表明，美杜莎槽沟层是火星表面尘埃的主要来源地[2]。2018年7月，研究人员报告称，事实上，火星上最大单一尘埃来源地为美杜莎槽沟层[2]。

美杜莎槽沟层周边区域地形图，中央为赤道0度、东经180度，每格纬度、经度均为10度，麦卡托投影[8]。
位于美杜莎槽沟层的特征：
1：埃俄利斯高原
2：仄费里亚高原
3：阿佛纳斯凹地群
4：塔尔塔罗斯峭壁 		5：阿波利纳里斯沟脊
6：塔尔塔罗斯断崖
7：卢库斯高原
8：门农沟脊地 		 9：美杜莎槽沟群
10：美杜莎沟脊地
11：欧墨尼得斯山脊
12：亚马逊桌山 		13：亚马逊沟脊地
14：戈尔迪山脊
15：吉加斯槽沟群

来自2001火星奥德赛号中子光谱仪数据的分析揭示，美杜莎槽沟层的西侧舌状坡含有水，这意味着该地层含有大量的水冰，在高倾角(倾斜)时期，地表上的水冰保持了稳定[9]。 结合数个火星重力模型和火星轨道器激光高度计地形数据，可计算出该沉积层的密度，其值为1.765±0.105 克/厘米3，类似于地球上熔结凝灰岩的密度[10]，这排除了沉积层成分中存在大量水冰的可能，再加上高含量的硫和氯，暗示它属于火山喷发的产物。该沉积层总体积为1.4×106公里3，如此大的沉积层可能是在5亿年周期性喷发中形成的[10]。

  • 带有分层结构的土墩，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
    带有分层结构的土墩，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
  • 美杜莎槽沟层中的地层结构和土墩，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
    美杜莎槽沟层中的地层结构和土墩，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
  • 美杜莎槽沟层中的地层结构和小土墩场，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
    美杜莎槽沟层中的地层结构和小土墩场，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
  • 显示了土墩底部的地层结构，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
    显示了土墩底部的地层结构，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
  • 美杜莎槽沟层下单元区地层结构，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
    美杜莎槽沟层下单元区地层结构，位置为埃俄利斯区盖尔撞击坑以东。
  • 美杜莎槽沟层位于门农区一处悬崖的表面特征。
    美杜莎槽沟层位于门农区一处悬崖的表面特征。

倒转地形

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美杜莎槽沟层下单元区包含了许多被认为是溪流遗迹的样式和形状。据信形成的溪流曾注满山谷，并通过矿物胶结或粗覆盖层的聚集形成一层耐侵蚀的倒转地形。这些倒转河床有时被称为弯脊或凸起的曲线特征，并被分为六种类型：平顶、窄顶、圆顶、分叉、无分叉和多层状，长度可能有1公里或不到，高度从1米到10米以上不等，而狭窄的弯脊宽度则不到10米[11]。

  • 美杜莎槽沟层下单元分支扇内的弯脊，位置为埃俄利斯区。
    美杜莎槽沟层下单元分支扇内的弯脊，位置为埃俄利斯区。

雅丹地貌

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雅丹地貌是指地层表面被风蚀成一系列的线状山脊[12]，这些山脊通常指向切割它们的盛行风风向，并展示出火星风沙的侵蚀力。美杜莎槽沟层易受侵蚀，这表明它们是由弱胶结颗粒所组成，很可能是由风沙或火山灰沉积所构成。雅丹是岩石的一部分，它已被风沙蚀刻成嶙峋狭长的山脊[13]，可看到其中的地层结构。海盗号[14]、火星全球探勘者号[15]及高分辨率成像科学设备照片[16]中都观察到了雅丹顶部耐侵蚀的冠岩。来自航天器的图像显示，它们具有不同的硬度，可能是因为物理性质、成分、颗粒大小和/或胶结作用的明显不同所致。整个地区几乎看不到撞击坑，因此，美杜莎槽沟层地表相对年轻[17]。

另请参阅

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参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 The Medusa Fossae formation on Mars. European Space Agency. 29 March 2005 [2020-11-24]. （原始内容存档于2018-06-22）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin; Karunatillake, Suniti; Schmidt, Mariek. The Medusae Fossae Formation as the single largest source of dust on Mars. Nature Communications. 2018, 9 (1): 2867. Bibcode:2018NatCo...9.2867O. PMC 6054634 可免费查阅. PMID 30030425. doi:10.1038/s41467-018-05291-5. 
  3. ^ Watters, T. R.; Campbell, B.; Carter, L.; Leuschen, C. J.; Plaut, J. J.; Picardi, G.; Orosei, R.; Safaeinili, A.; Clifford, S. M.; Farrell, W. M.; Ivanov, A. B.; Phillips, R. J.; Stofan, E. R. Radar Sounding of the Medusae Fossae Formation Mars: Equatorial Ice or Dry, Low-Density Deposits?. Science. 2007, 318 (5853): 1125–1128. Bibcode:2007Sci...318.1125W. PMID 17975034. doi:10.1126/science.1148112. 简明摘要 – NewScientist (November 1, 2007). 
  4. ^ Orosei, R.; Cantini, F.; Caprarelli, G.; Carter, L. M.; Papiano, I.; Rossi, A. P. Radar Sounding by MARSIS over Lucus Planum, Mars. Lunar and Planetary Science Conference. 2016, (1903): 1869. Bibcode:2016LPI....47.1869O. 
  5. ^ Kerber, Laura; Head, James W.; Madeleine, Jean-Baptiste; Forget, François; Wilson, Lionel. The dispersal of pyroclasts from ancient explosive volcanoes on Mars: Implications for the friable layered deposits. Icarus. 2012, 219 (1): 358–381. Bibcode:2012Icar..219..358K. doi:10.1016/j.icarus.2012.03.016. 
  6. ^ Barlow, Nadine G. Mars: an introduction to its interior, surface and atmosphere. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2008: 75–76. ISBN 978-0-521-85226-5. 
  7. ^ Greeley, Ronald; Guest, J.E. Geologic map of the eastern equatorial region of Mars. 1987. doi:10.3133/i1802B. 
  8. ^ Geologic Mapping of the Medusae Fossae Formation, Mars 互联网档案馆的存档，存档日期2009-04-20. Center for Earth and Planetary Studies, Smithsonion National Air and Space Museum
  9. ^ Wilson, Jack T.; Eke, Vincent R.; Massey, Richard J.; Elphic, Richard C.; Feldman, William C.; Maurice, Sylvestre; Teodoro, Luís F.A. Equatorial locations of water on Mars: Improved resolution maps based on Mars Odyssey Neutron Spectrometer data. Icarus. 2018, 299: 148–160. Bibcode:2018Icar..299..148W. arXiv:1708.00518 可免费查阅. doi:10.1016/j.icarus.2017.07.028. 
  10. ^ 10.0 10.1 Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin. The Density of the Medusae Fossae Formation: Implications for its Composition, Origin, and Importance in Martian History. Journal of Geophysical Research: Planets. 2018, 123 (6): 1368–1379. Bibcode:2018JGRE..123.1368O. doi:10.1029/2018JE005565. 
  11. ^ Zimbelman, James R.; Griffin, Lora J. HiRISE images of yardangs and sinuous ridges in the lower member of the Medusae Fossae Formation, Mars. Icarus. 2010, 205 (1): 198–210. Bibcode:2010Icar..205..198Z. doi:10.1016/j.icarus.2009.04.003. 
  12. ^ Bridges, Nathan T.; Muhs, Daniel R. Duststones on Mars: Source, Transport, Deposition, and Erosion. Sedimentary Geology of Mars. 2012: 169–182. ISBN 978-1-56576-312-8. doi:10.2110/pec.12.102.0169. 
  13. ^ 存档副本. [2020-11-24]. （原始内容存档于2016-06-02）. 
  14. ^ Scott, David H.; Tanaka, Kenneth L. Ignimbrites of Amazonis Planitia Region of Mars. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1982, 87: 1179–1190. Bibcode:1982JGR....87.1179S. doi:10.1029/JB087iB02p01179. 
  15. ^ Malin, M. C.; Carr, M. H.; Danielson, G. E.; Davies, M. E.; Hartmann, W. K.; Ingersoll, A. P.; James, P. B.; Masursky, H.; McEwen, A. S.; Soderblom, L. A.; Thomas, P.; Veverka, J.; Caplinger, M. A.; Ravine, M. A.; Soulanille, T. A.; Warr En, J. L. Early Views of the Martian Surface from the Mars Orbiter Camera of Mars Global Surveyor. Science. 1998, 279 (5357): 1681–1685. Bibcode:1998Sci...279.1681M. PMID 9497280. doi:10.1126/science.279.5357.1681. 
  16. ^ Mandt, Kathleen E.; De Silva, Shanaka L.; Zimbelman, James R.; Crown, David A. Origin of the Medusae Fossae Formation, Mars: Insights from a synoptic approach. Journal of Geophysical Research. 2008, 113 (E12): E12011. Bibcode:2008JGRE..11312011M. doi:10.1029/2008JE003076. 
  17. ^ 存档副本. [2020-11-24]. （原始内容存档于2017-08-29）. 

 

 

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