2023 年 5 月 11 日

 

2022 年 4 月，歐空局火星快車任務上的高分辨率立體相機 (HRSC) 獲取的圖像數據顯示了火星三座巨型塔爾西斯火山中最北端的 Ascraeus Mons 南翼的一部分。HRSC 是由德國航空航天中心 (DLR) 開發和運營超過 19 年的相機實驗。在塔爾西斯地區，我們可以像在火星上幾乎任何其他地區一樣，讀到我們外鄰行星密集的火山過去。

Ascraeus Mons 是三座被稱為 Tharsis Montes 的盾狀火山中最北端和最高的一座。這些沿東北-西南走向的地形隆起延伸一千公里，塔爾西斯凸起，高約五公里，大致相當於歐洲大陸的面積。在這個凸起的中心是火星上第二高的山峰 Ascraeus Mons，橫跨 300 英里，高 11 英里，僅次於這座火山西北部 15 英里高的奧林匹斯山。

 

火山斜坡上坍塌的熔岩通道

Ascraeus Mons 今天不再活躍。它的輪廓非常平坦，平均坡度僅為 7 度。該圖顯示了火山南側的一部分。圖像左側（南）和右側（北）之間的海拔差異大約為十公里。在地球上，我們只從夏威夷群島的四公里高的盾狀火山中知道這種高度差異，這些火山從五公里半深的太平洋中突出。此處展示的不尋常地貌被稱為 Ascraeus Chasmata：火山南側較低處橫跨 70 多公里的廣闊區域，其特徵是前熔岩通道坍塌。

在圖像中可以看到許多不同年代和起源的結構。從圖像的右邊緣開始，距 Ascraeus Mons 東北峰 60 公里，可以看到許多凝固的熔岩流（參見註釋圖像），這些熔岩流在顏色編碼的地形圖像中更加清晰可見。

大鍋狀結構，也稱為坑坑鏈，是更南端的主要景觀元素（圖片中間）。沿著地形的下坡圓形凹陷形成連接形成細長結構的大鍋鏈。數百米深的成排槽“鏈”就是這樣形成的。

 

未解之謎：Ascraeus Mons 上的空洞是如何形成的？

人們一致認為，這些結構是通過塌陷到地下洞穴中形成的。然而，討論了這些空腔起源的各種過程。它們的範圍從陡峭向上的板狀火山侵入體（在英語技術術語中稱為“堤壩”）的侵入體，到我們在世界喀斯特地區所知的化學溶解過程形成的空腔，再到火山和構造相結合的起源過程。

最常見的解釋是，這些結構是以前的“熔岩管”，當地表的熔岩流流過較老的、已經凝固的熔岩層並在其頂部迅速冷卻時形成。然而，內部輸送的低粘度熔岩繼續流動，熔岩流最終乾涸，留下一個管狀空腔。這種倒空的熔岩管在地球上也為人所知，它們是盾狀火山上常見的現象，只有幾度的淺斜坡，類似於阿斯克拉火山，直徑有幾十米。

具有陡坡和平底的曲折下坡蜿蜒小溪是火山側面的另一個常見表面特徵。它們通常比坑結構小，描述為無邊、曲折的運河。低粘度熔岩很可能從坍塌結構開始連續流過它們，並將這些狹窄的通道侵蝕成機械強度低的底土。

圖像的左側（南側）主要是幾條長達 40 公里的大裂縫。從這些裂縫中出現了分支狹窄的山谷網絡，類似於河谷的網絡。在這裡可以看到沿著通道牆壁的流線型島嶼和梯田。這表明它是由水形成的，而不是由熔岩形成的。據推測，冰和/或雪沉積物堆積在火山的兩側，並被後來的火山沉積物掩埋。然後它們在 Ascraeus Mons 的後期活躍事件中融化，將山谷排幹並侵蝕到地表。

 

圖像處理

這些圖像是由 HRSC（高分辨率立體相機）於 2022 年 4 月 5 日在火星快車軌道 24045 期間拍攝的。地面分辨率約為每像素 16 米。圖像以東經 254 度和北經 9 度為中心。彩色圖像是根據天底通道、垂直於火星表面的視野和 HRSC 顏色通道的數據創建的。傾斜透視圖是根據數字地形模型、天底通道和 HRSC 顏色通道創建的。立體圖像在佩戴紅/藍或紅/綠眼鏡時會給出三維的景觀印象，它來自天底通道和立體通道。顏色編碼的地形視圖基於該地區的數字地形模型 (DTM)，從中可以得出景觀的地形。HRSC-DTM 的參考體是火星等勢面（等勢面）。

HRSC 是由德國航空航天中心 (DLR) 開發和運營的相機實驗。相機數據的系統評估在柏林阿德勒斯霍夫的DLR 行星研究所進行。柏林自由大學的行星研究和遙感工作組處理了此處顯示的圖像產品的數據。