梅杜莎槽溝層

梅杜莎槽溝層（Medusae Fossae Formation）是火星上一處可能起源於火山的大型地質單元^[1]，它取名自希臘神話中的梅杜莎，而「槽溝」（Fossa）一詞是拉丁語「深溝」之意。該地貌約位於南緯5°、東經213°處，橫跨塔爾西斯和埃律西昂火山區附近的高-低地邊界區，其範圍涵蓋亞馬遜區、塔爾西斯區、門農區、埃律西昂區和埃俄利斯區等五大區域的部分地區。

梅杜莎槽溝層

熱輻射成像系統拍攝的梅杜莎槽溝層全時圖像
坐標	3.2°S 163.0°W / -3.2; -163.0
長度	333 公里

地質

梅杜莎槽溝層為沿火星赤道綿延(不連續)超過5000公里的鬆軟、易風化沉積區，其面積相當於美國大陸面積的20%^[2]。有時，該地層看起來像一片起伏平緩的平地，但在一些地方，因風蝕而形成了大片山脊和溝槽地形^[1]。雷達成像顯示，該地區可能含有極多孔岩石(例如火山灰)或類似冰川的厚冰層，其數量與火星南極冰蓋下的儲量大致相同^[3][4]。通過使用火星全球氣候模型模擬，以蘿拉·克伯(Laura Kerber)為首的一組研究人員發現，梅杜莎槽溝層可能形成於阿波里那山、阿爾西亞山和帕弗尼斯山所噴發的火山灰^[5]。相關的細粒成分提供了進一步證據。該地區幾乎沒有雷達回波，鑑於這一原因，它也被稱為「隱形」區^[6]。該地層被劃分為上、中、下三個子單元區，都屬於亞馬遜紀，為火星地質史上最年輕的時代^[7]。其元素成分的比較表明，梅杜莎槽溝層是火星表面塵埃的主要來源地^[2]。2018年7月，研究人員報告稱，事實上，火星上最大單一塵埃來源地為梅杜莎槽溝層^[2]。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 梅杜莎槽溝層周邊區域地形圖，中央為赤道0度、東經180度，每格緯度、經度均為10度，麥卡托投影[8]。 位於梅杜莎槽溝層的特徵： 1：埃俄利斯高原 2：仄費里亞高原 3：阿佛納斯凹地群 4：塔爾塔羅斯峭壁 5：阿波利納里斯溝脊 6：塔爾塔羅斯斷崖 7：盧庫斯高原 8：門農溝脊地  9：梅杜莎槽溝群 10：梅杜莎溝脊地 11：歐墨尼得斯山脊 12：亞馬遜桌山 13：亞馬遜溝脊地 14：戈爾迪山脊 15：吉加斯槽溝群

來自2001火星奧德賽號中子光譜儀數據的分析揭示，梅杜莎槽溝層的西側舌狀坡含有水，這意味著該地層含有大量的水冰，在高傾角(傾斜)時期，地表上的水冰保持了穩定^[9]。 結合數個火星重力模型和火星軌道器雷射高度計地形數據，可計算出該沉積層的密度，其值為1.765±0.105 克/厘米3，類似於地球上熔結凝灰岩的密度^[10]，這排除了沉積層成分中存在大量水冰的可能，再加上高含量的硫和氯，暗示它屬於火山噴發的產物。該沉積層總體積為1.4×10⁶公里³，如此大的沉積層可能是在5億年周期性噴發中形成的^[10]。

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  帶有分層結構的土墩，位置為埃俄利斯區蓋爾撞擊坑以東。
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  梅杜莎槽溝層中的地層結構和土墩，位置為埃俄利斯區蓋爾撞擊坑以東。
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  梅杜莎槽溝層中的地層結構和小土墩場，位置為埃俄利斯區蓋爾撞擊坑以東。
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  顯示了土墩底部的地層結構，位置為埃俄利斯區蓋爾撞擊坑以東。
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  梅杜莎槽溝層下單元區地層結構，位置為埃俄利斯區蓋爾撞擊坑以東。
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  梅杜莎槽溝層位於門農區一處懸崖的表面特徵。

倒轉地形

梅杜莎槽溝層下單元區包含了許多被認為是溪流遺蹟的樣式和形狀。據信形成的溪流曾注滿山谷，並通過礦物膠結或粗覆蓋層的聚集形成一層耐侵蝕的倒轉地形。這些倒轉河床有時被稱為彎脊或凸起的曲線特徵，並被分為六種類型：平頂、窄頂、圓頂、分叉、無分叉和多層狀，長度可能有1公里或不到，高度從1米到10米以上不等，而狹窄的彎脊寬度則不到10米^[11]。

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  梅杜莎槽溝層下單元分支扇內的彎脊，位置為埃俄利斯區。

雅丹地貌

雅丹地貌是指地層表面被風蝕成一系列的線狀山脊^[12]，這些山脊通常指向切割它們的盛行風風向，並展示出火星風沙的侵蝕力。梅杜莎槽溝層易受侵蝕，這表明它們是由弱膠結顆粒所組成，很可能是由風沙或火山灰沉積所構成。雅丹是岩石的一部分，它已被風沙蝕刻成嶙峋狹長的山脊^[13]，可看到其中的地層結構。海盜號^[14]、火星全球探勘者號^[15]及高解析度成像科學設備照片^[16]中都觀察到了雅丹頂部耐侵蝕的冠岩。來自太空飛行器的圖像顯示，它們具有不同的硬度，可能是因為物理性質、成分、顆粒大小和/或膠結作用的明顯不同所致。整個地區幾乎看不到撞擊坑，因此，梅杜莎槽溝層地表相對年輕^[17]。

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  HiWish計劃下高解析度成像科學設備看到的梅杜莎槽溝層，圖像地點位於埃俄利斯區。
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  HiWish計劃下高解析度成像科學設備看到的雅丹地形，位於阿耳西諾厄斯混沌區。
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  HiWish 計劃下高解析度成像科學設備看到的雅丹地形特寫，箭頭指向的沙脊稱為「橫向沙脊」。
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  梅杜莎槽溝層中的雅丹地形，地點位於亞馬遜區。
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  梅杜莎槽溝層中標註「冠岩」的雅丹地形，地點位於埃俄利斯區。
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  亞馬遜區戈爾迪山脊附近的雅丹地形 ，這些雅丹地貌都位於梅杜莎槽溝層上單元區。
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  亞馬遜區戈爾迪山脊附近的雅丹地形 ，前一幅圖像的放大版。
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  亞馬遜區戈爾迪山脊附近的雅丹地形 ，前一幅圖像的放大版。
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  亞馬遜區一座撞擊坑附近的雅丹地形，位於梅杜莎槽溝層中單元區。
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  雅丹地貌顯示的地層結構，位於埃俄利斯區蓋爾撞擊坑東面。
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  位於亞馬遜區的雅丹地形。
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  位於亞馬遜區的雅丹地形

另請參閱

• 埃俄利斯區
• 亞馬遜平原
• 亞馬遜區
• 火星地質
• 火星水文
• 撞擊坑

參考文獻

1. The Medusa Fossae formation on Mars. European Space Agency. 29 March 2005 [2020-11-24]. （原始內容存檔於2018-06-22）.
2. Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin; Karunatillake, Suniti; Schmidt, Mariek. The Medusae Fossae Formation as the single largest source of dust on Mars. Nature Communications. 2018, 9 (1): 2867. Bibcode:2018NatCo...9.2867O. PMC 6054634 . PMID 30030425. doi:10.1038/s41467-018-05291-5.
3. Watters, T. R.; Campbell, B.; Carter, L.; Leuschen, C. J.; Plaut, J. J.; Picardi, G.; Orosei, R.; Safaeinili, A.; Clifford, S. M.; Farrell, W. M.; Ivanov, A. B.; Phillips, R. J.; Stofan, E. R. Radar Sounding of the Medusae Fossae Formation Mars: Equatorial Ice or Dry, Low-Density Deposits?. Science. 2007, 318 (5853): 1125–1128. Bibcode:2007Sci...318.1125W. PMID 17975034. doi:10.1126/science.1148112. 簡明摘要 – NewScientist (November 1, 2007).
4. Orosei, R.; Cantini, F.; Caprarelli, G.; Carter, L. M.; Papiano, I.; Rossi, A. P. Radar Sounding by MARSIS over Lucus Planum, Mars. Lunar and Planetary Science Conference. 2016, (1903): 1869. Bibcode:2016LPI....47.1869O.
5. Kerber, Laura; Head, James W.; Madeleine, Jean-Baptiste; Forget, François; Wilson, Lionel. The dispersal of pyroclasts from ancient explosive volcanoes on Mars: Implications for the friable layered deposits. Icarus. 2012, 219 (1): 358–381. Bibcode:2012Icar..219..358K. doi:10.1016/j.icarus.2012.03.016.
6. Barlow, Nadine G. Mars: an introduction to its interior, surface and atmosphere. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2008: 75–76. ISBN 978-0-521-85226-5.
7. Greeley, Ronald; Guest, J.E. Geologic map of the eastern equatorial region of Mars. 1987. doi:10.3133/i1802B.
8. Geologic Mapping of the Medusae Fossae Formation, Mars 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2009-04-20. Center for Earth and Planetary Studies, Smithsonion National Air and Space Museum
9. Wilson, Jack T.; Eke, Vincent R.; Massey, Richard J.; Elphic, Richard C.; Feldman, William C.; Maurice, Sylvestre; Teodoro, Luís F.A. Equatorial locations of water on Mars: Improved resolution maps based on Mars Odyssey Neutron Spectrometer data. Icarus. 2018, 299: 148–160. Bibcode:2018Icar..299..148W. arXiv:1708.00518 . doi:10.1016/j.icarus.2017.07.028.
10. Ojha, Lujendra; Lewis, Kevin. The Density of the Medusae Fossae Formation: Implications for its Composition, Origin, and Importance in Martian History. Journal of Geophysical Research: Planets. 2018, 123 (6): 1368–1379. Bibcode:2018JGRE..123.1368O. doi:10.1029/2018JE005565.
11. Zimbelman, James R.; Griffin, Lora J. HiRISE images of yardangs and sinuous ridges in the lower member of the Medusae Fossae Formation, Mars. Icarus. 2010, 205 (1): 198–210. Bibcode:2010Icar..205..198Z. doi:10.1016/j.icarus.2009.04.003.
12. Bridges, Nathan T.; Muhs, Daniel R. Duststones on Mars: Source, Transport, Deposition, and Erosion. Sedimentary Geology of Mars. 2012: 169–182. ISBN 978-1-56576-312-8. doi:10.2110/pec.12.102.0169.
13. 存档副本. [2020-11-24]. （原始內容存檔於2016-06-02）.
14. Scott, David H.; Tanaka, Kenneth L. Ignimbrites of Amazonis Planitia Region of Mars. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1982, 87: 1179–1190. Bibcode:1982JGR....87.1179S. doi:10.1029/JB087iB02p01179.
15. Malin, M. C.; Carr, M. H.; Danielson, G. E.; Davies, M. E.; Hartmann, W. K.; Ingersoll, A. P.; James, P. B.; Masursky, H.; McEwen, A. S.; Soderblom, L. A.; Thomas, P.; Veverka, J.; Caplinger, M. A.; Ravine, M. A.; Soulanille, T. A.; Warr En, J. L. Early Views of the Martian Surface from the Mars Orbiter Camera of Mars Global Surveyor. Science. 1998, 279 (5357): 1681–1685. Bibcode:1998Sci...279.1681M. PMID 9497280. doi:10.1126/science.279.5357.1681.
16. Mandt, Kathleen E.; De Silva, Shanaka L.; Zimbelman, James R.; Crown, David A. Origin of the Medusae Fossae Formation, Mars: Insights from a synoptic approach. Journal of Geophysical Research. 2008, 113 (E12): E12011. Bibcode:2008JGRE..11312011M. doi:10.1029/2008JE003076.
17. 存档副本. [2020-11-24]. （原始內容存檔於2017-08-29）.