火星可能变为宜居星球吗(喜马拉雅山脉如何形成)(1)

图说:研究区内位于印度拉达克(Ladakh)努布拉山谷(Nubra Valley)的神庙。这张照片向人们展示了喜马拉雅山脉这部分山峰惊人的大小和规模。来源:Wendy Bohon。

喜马拉雅山脉(The Himalayan Range)包含着地球上一些最年轻、最壮观的山脉。崎岖的地貌赋予了它众所周知的惊人奇观,但这也使得科学家们无法完全了解这些山脉是如何形成的。“我们对火星上一些地区的岩石的了解比我们对喜马拉雅山脉某些部分的了解还要多。”Alka Tripathy-Lang博士说。

“研究者在这一崎岖的区域已经做过不少非凡的地质测绘。但实际上,由于地形、海拔或地缘政治等因素,有些地区人们根本无法进入。这些地区的岩石是这一构造难题的重要组成部分,对于人们理解该地区的演化方式至关重要。”Wendy Bohon博士说,“我们所使用的工具,是最初为绘制火星上的岩石所研发的。这种工具为我们提供一种能够安全获取喜马拉雅山脉岩石信息的方法。”

Bohon和同事们一起与来自亚利桑那州立大学火星空间飞行设施(Mars Space Flight Facility)研究所的研究者共同合作,利用由地球轨道卫星Terra所提供的数据来考察喜马拉雅山脉的岩石,就像行星地质学家利用来自火星轨道卫星Odyssey的数据一样。

研究者进行这项研究所依据的一个事实是,每一种矿物都有其独特的光谱“信号”,其中热红外光谱的某些部分会被吸收,某些部分则被反射回来。岩石是由不同的矿物组合而成的,所以当所有这些矿物信号组合在一起时,它们就可以显示岩石的类型。为了便于区分不同种类的岩石,研究者将这些信号转换成红/绿/蓝图像,从而为每一种岩石类型提供一种可区分的颜色,用以绘制整个地区的岩石分布。

火星可能变为宜居星球吗(喜马拉雅山脉如何形成)(2)

图说:上部:利用ASTER卫星数据徒刑绘制的地图。底部:用来制作地图的ASTER数据的一个“拉伸”或“颜色组合”。来源:美国地质学会(Geological Society of America)。

为了再次验证他们所绘制的颜色是否真的与图像所预测的岩石类型相吻合,研究者从研究区域内人类可到达的地方收集了一些样本,并把它们带回实验室进行研究。他们用热发射光谱仪测量了每一块岩石的光谱信号,随后,他们将这些实验室测得的光谱信号与Terra卫星上ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer,高级星载热能辐射反射仪)仪器的信号进行了比较。Tripathy-Lang说:“这两种方式所得到的信号相匹配。由于不同因素(比如风化作用和平均面积)的影响,实验室获得的光谱信号和ASTER的信号略有差异,但总的来说,它们之间的匹配惊人地一致。”

研究者绘制的地图也揭示了一些有趣的地质现象。他们能够清楚地看到“缝合带”(suture zones)——在印度板块和欧亚大陆板块碰撞期间,古老的海床被推高并暴露出来——以及花岗岩山脉上代表着不同形成阶段的细微差别。他们还能看到两个大型断层结构——卡拉可拉姆断层(KarakoramFault)和龙木(LongmuFault)断层——间的交汇处。Bohon说:“这些断层结构对喜马拉雅山脉和青藏高原间的碰撞非常重要。了解这些断层结构的演化方式以及它们之间的相互作用对了解喜马拉雅山脉的这一部分至关重要。”

编译:Jessica Ji 审稿:PeterWang

责编:南熙

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