火星不像地球一樣擁有活躍的板塊構造,因此除了誕生初期 15 億年有些火山活動,之後往往被當作一顆內部活動匱乏的平靜死星。然而科學家們最近在埃律西昂平原(Elysium Planitia)下方發現一個蘑菇狀、灼熱、漂浮的地函柱,表明火星還未沈寂,看似平靜的表面可能隱藏著比想像中更加動蕩的內部。
地函熱柱(Mantle plume)是行星地函熱對流的一種方式,較熱岩石由地函底部一路上升至地函頂部,此時岩石頂部部分熔融,岩漿噴出地表,可能是熱點或洪流玄武岩的產生機制,已知地球、金星都有活躍地函熱柱活動。
至於火星這顆寒冷乾燥的星球,儘管誕生最初 15 億年的火山活動造就出全太陽系最高的火山「奧林帕斯山」,火山沈積物覆蓋了北半球大部分地區,但如今它普遍被當作死星,因此科學家不預期火星還有地函柱。
然而亞利桑那大學團隊被火星一個名為埃律西昂平原(Elysium Planitia)的不起眼區域吸引,該地區在過去 2 億年經歷大規模噴發,局部重力場異常強大,且還有距今僅約 53,000 年的火山沈積物證據,地函柱可以解釋上述所有異常。
研究人員分析火星衛星數據並開發模型,結果於平原內的 Cerberus Fossae 裂縫下方 1,500 公里處,發現直徑至少 3,500 公里的羽狀物,這些岩石柱導致地表抬高,加上重力場的細微變化,團隊指出這種隆起與地函熱柱特徵一致。
我們曾經認為洞察號(InSight)降落在火星地質活動最無聊的地區,但新研究表明洞察號剛好落在活躍羽流頂部,其記錄到的地震數據未來或許能幫科學家更理解火星地質演變,而火星也會成為繼地球和金星之後,第 3 個具地函熱柱活動的太陽系行星。
新論文發表在《自然天文學》期刊。