倒转地形

倒转地形（Inverted relief、Inverted topography 或 topographic inversion）是指相对于其他地形之间高程倒转的地形构造。这种地形常见于低地的地貌被熔岩或沉积物填入，使当地物质强度增加，比周围的物质更能抵抗侵蚀作用的区域。差异侵蚀会使周围强度较弱物质被移除，留下强度较高的物质，使原本是峡谷的区域反而在外观上像是山脊。因此这种地形在过去也被称为“Inverted valley”或“Inverted channel”^[1]。倒转地形在地球或其他行星表面都可被观测到，例如在火星已有许多典型的例子^[2]。

火星上的倒转地形。这些在埃俄利斯区区的交错和弯曲山脊曾经是冰川沉积扇内的河道。这些河道比周围的物质更能抵抗风蚀，因此现在看起来更像山脊，而非峡谷。光源来自影像左方。影像版权：NASA/JPL/Malin Space Science Systems。

形成

以下数个过程会使较周围低平区域变得较周围斜坡和高地更能抵抗侵蚀：

• 首先，砾石等粗颗粒沉积物会在河床或湖底这类地势较低区域沉积。接下来风蚀会将附近细颗粒沉积物搬运到其他地方，但是会留下较粗颗粒物质，使未被搬走的区域看起来像山丘或山脊。
• 河流作用的峡谷可能会被熔岩或凝灰岩填充沉积物之间的空隙。这将使较低地区沉积物的抗侵蚀强度高于周围区域，使它之后较像山脊。
• 较下方的沉积物可能会因为溶于水中的矿物而发生胶结作用（英语：Cementation (geology)）。在地球上这经常在溪流中发生，结果形成硬壳层（英语：Duricrust），即成土作用中的硅结砾岩（英语：Silcrete）或铁结砾岩（英语：Ferricrete）。造成胶结作用的矿物可以来自地下水。一般认为像河谷这样的较低区域会使地表流水集中，让更多的水和胶结矿物流入，造成规模更大的胶结作用^[3]。再一次地，被胶结的沉积物将会有比周围区域更能抵抗侵蚀，因而最终形成山脊或山丘^[1][2]。

范例

地球上一个倒转地形的典型例子就是美国加利福尼亚州图奥勒米县的桌山（英语：Table Mountain (Tuolumne County, California)）。多条熔岩流在1050万年前自内华达山脉中央向西方切穿中央山谷，并填满了一个古代的河谷。这些中新世的熔岩流以富含硅的粗面安山岩质熔岩填满了古河道，使该区域的抗侵蚀能力高于其他中新世的粉砂岩和其他被峡谷切穿的岩石。接着差异侵蚀会留下火山岩质的类似弯曲山脊地形，而这些区域都位于更深处的受侵蚀中新世岩石上方^[4]。

火星上的倒转地形

在火星上的倒转地形外观是蜿蜒的山脊状，而这些倒转的河道被认为是火星过去曾经有河流的证据^[2][5][6]。一个例子就是宫本撞击坑，该撞击坑于2010年时被认为是寻找生命在火星存在证据的潜在位置^[7]。

其他倒转地形的例子请见以下影像：

埃俄利斯区

• 
  火星侦察轨道器的背景摄影机（CTX）拍摄，陨石坑内黑框是下一张影像所在位置。
• 
  这张弯曲山脊的影像可能是原始河道形成的倒转地形。本影像由高分辨率成像科学设备（HiRISE）的 HiWish 计划拍摄。
• 
  在梅杜莎槽沟层位置较低的部分上蜿蜒山脊，并且有扇形分支，由 HiRISE拍摄。光源来自西北方。

大三角区

• 
  火星全球探勘者号拍摄的朱芬塔峡谷（Juventae Chasma）附近的倒转地形。这些溪流在山脊的顶部发源，然后一起流动。
• 
  朱芬塔峡谷（Juventae Chasma）附近的倒转河道，这些河道曾经是一般的河道。比例尺500米，由 HiRISE拍摄。位于科普剌塔斯区。
• 
  有许多支流的倒转河道。
• 
  安东尼亚第撞击坑内的倒转河道。火星侦察轨道器的 HiRISE 拍摄。

珍珠湾区

• 
  宫本撞击坑内的倒转河道，位于珍珠湾区。比例尺500米。光源来自西北方。

亚马孙区

• 
  HiWish计划下高分辨率成像科学设备拍摄的可能的倒转河道。该山脊可能曾是河道，但已被沉积物填满并胶结，因此足以抵抗侵蚀，而周边的物质则都被侵蚀剥离。

参考资料

1. Pain, C.F., and C.D. Ollier, 1995, Inversion of relief - a component of landscape evolution. Geomorphology. 12(2):151-165.
2. Pain, C.F., J.D.A. Clarke, and M. Thomas, 2007, Inversion of relief on Mars. Icarus. 190(2):478–491.
3. Andrews‐Hanna, J. C., R. J. Phillips, and M. T. Zuber (2007), Meridiani Planum and the global hydrology of Mars, Nature, 446, 163–166, doi:10.1038/nature05594.
4. Gornya, C., C. Busbya, C.J. Pluhar, J. Hagana and K. Putirkab, 2009, An in-depth look at distal Sierra Nevada palaeochannel fill: drill cores through the Table Mountain Latite near Knights Ferry. International Geology Review. 51(9–11):824–842.
5. HiRISE, 2010a, Inverted Channels North of Juventae Chasma (PSP_006770_1760). （页面存档备份，存于互联网档案馆） Operations Center, Department of Planetary Sciences, Lunar and Planetary Laboratory, Tucson, Arizona.
6. Williams, R.M.E., T.C. Chidsey, Jr., and D.E. Eby, D.E., 2007, Exhumed paleochannels in central Utah - analogs for raised curvilinear features on Mars, in G.C. Willis M.D. Hylland, D.L. Clark, and T.C. Chidsey, Jr., eds., pp. 220-235, Central Utah - diverse geology of a dynamic landscape. Publication 36, Utah Geological Association, Salt Lake City, Utah.
7. Newsom, H.E., N.L. Lanza, A.M. Ollila, S.M. Wiseman, T.L. Roush, G.A. Marzo, L.L. Tornabene, C.H. Okubo, M.M. Osterloo, V.E. Hamilton, and L.S. Crumpler, 2010, Inverted channel deposits on the floor of Miyamoto crater, Mars. Icarus. 205(1):64-72.

参见

• 火星的地下水

外部链接

• Science Encyclopedia: Mountains - Inverted Topography （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Everything2.com: Topographic Inversion （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Space Images: Huo Hsing Vallis （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Spaceref: NASA Mars Picture of the Day: Inverted channels^{[失效链接]}
• NASA: Inverted Topography, Patagonia, Argentina （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Utah Geological Survey: Inverted Topography in the St. George Area of Washington County （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• THE STANISLAUS TABLE MOUNTAIN: OBSERVATIONS OF A LAVA-CAPPED INVERTED PALEOCHANNEL FOR INTERPRETATION OF INVERTED PALEOCHANNELS ON MARS. （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Wired. Inverted Martian Topography （页面存档备份，存于互联网档案馆）