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火星表面沟壑是怎么形成的

　　主流科学界认为火星地表的这些沟壑成因与地球上的同类沟壑成因是一致的，一般都与液态水的冲刷过程有关。然而根据美国宇航局日前发表的声明，这项新的成分地图获得的证据却显示，在这一拥有超过100条沟壑的地区，并不存在明显的“与液态水或其副产品”相关联的线索或证据。

　　在涉及火星地表沟壑的成因方面，科学家们有几种可能的理论。基于这些理论，科学家们将能够了解与较近地质历史时期内火星地质历史相关的一些信息。首先，这些沟壑在火星表面属于常见而广泛分布的类型，大部分分布在火星南北纬30~50度之间的纬度范围内，并且常常出现在面朝两极的斜坡上。

　　在美国宇航局此次公布的这份声明中，这项研究的第一作者，美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的乔治·努涅兹指出，先前由MRO探测器搭载的强大的高清相机“高分辨率成像科学实验”(HiRISE)拍摄的图像上已经证实这些沟壑地貌存在的季节性变化。

　　地物所表现出的季节性变化，不管其具体成因究竟是什么，我们至少可以判断它与温度的高低变化之间存在着某种关联性——比如水的融化和凝固。一个典型案例就是此前在火星上发现的“季节性斜坡纹线”(RSL)，很有可能就与火星浅地表下的高盐度液态水体的季节性融化有关。

　　在此之前，大部分研究人员认为火星上的沟壑成因与这些“季节性斜坡纹线”的成因是一致的，然而努涅兹却对此持有不同看法。他指出，“高分辨率成像科学实验”相机拍摄到的一些沟壑地貌呈现出的季节性变化，其背后主要起作用的机制其实是二氧化碳霜冻的凝结和升华。事实上，对于火星上沟壑成因可能与液态水活动并无关联的证据，在近年来正越来越多地被研究人员提出，为了弄清真相，科学家们必须对这些沟壑内沉积的矿物成分进行识别和分析。

　　努涅兹表示：“在地球和火星上，我们知道都有层状硅酸盐的存在，或者你也可以通俗地称之为粘土，除此之外还有其他一些被认为与液态水有关联的含水矿物。”

　　由于不同的化学元素对光子的吸收效应存在差异，因此有可能通过一种被称为“光谱仪”的设备对地面上的化学成分进行远程识别。于是，研究人员将注意力转向火星勘测轨道器(MRO)上搭载的另外一台科学载荷——“紧凑型勘测成像光谱仪”(CRISM)。与HiRISE主要获取可见光波段图像不同，CRISM能够获得火星地面的光谱数据，从而反演火星地表元素成分分布，进而了解火星地表沟壑内部及其附近地区的矿物组成情况。

　　努涅兹说：“在我们的研究中发现，在大部分的沟壑内部都没有观察到粘土或者其他含水矿物的存在。”他指出，在少量的确被观察到存在粘土的区域，那里的粘土矿物也基本都存在于那些非常古老的，由于沟壑的出现而裸露在外的地层之中，而非存在于可能和流水有关的沟壑底部。他说：“这些沟壑是在火星地表上被‘切割’出来的，这种切割将数十亿年前存在于火星地表上粘土矿物暴露了出来。当时，火星上曾经有更为稳定的液态水存在。”

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