恆河桌山

恆河桌山(Ganges Mensa)是一座位於火星水手谷外側支谷—恆河峽谷內的臺地和內部層狀沉積物。該桌山高出恆河峽谷谷底4公里，幾乎與周圍的盧娜高原一樣高。同赫柏桌山一樣，該桌山也已與周圍峽谷崖壁完全分離，並受到持續的嚴重侵蝕，導致其覆蓋範圍出現縮退。該桌山由分解為凹槽狀的易碎薄單元層組成，多數研究人員將其解釋為侵蝕性風成特徵，並稱之為雅丹地貌，其頂部覆蓋著一層起源於火山的更耐蝕冠巖。據瞭解，雖然桌山是透過火山活動和沉積作用的某種組合而形成，但與桌山有關的火山作用是發生在冰下仍存在爭議。支援冰下假說的人認為恆河桌山是一座平頂火山，與在俄羅斯圖瓦共和國阿扎斯高原所觀察到的類似物極其相似。背景.恆河桌山是一座坐落在水手大峽谷外側恆河峽谷深䆳上游盆地中的平頂山，其範圍東西橫跨近100公里 。它和赫柏桌山是水手谷中唯一兩座高出周邊高原地形的桌山。類似於赫柏、卡普里桌山以及在水手谷中觀察到的許多臺地結構，桌山北面與峽谷崖壁間被一段護城河般的谷底隔開。一些研究人員解釋說，恆河桌山覆蓋在恆河峽谷上游的混沌地形之上。該桌山周圍環繞著火星極地外最廣袤密集的沙丘海，廣闊的沙質平原延伸至桌山南部，其間散佈著丘崗平原和最大直徑20公里，往東逐漸縮小的更小桌山。該地區被解釋為是一處混沌地形或被覆蓋、侵蝕的火山殘體。桌山北部護城河般的區域主要是恆河峽谷崖壁崩塌形成的滑坡地形，該地區的部分割槽域已被後來的沙丘覆蓋。研究人員還報告了在恆河峽谷谷底可觀察到的淺色丘堆中呈現出硫酸鹽特徵的證據，一些研究人員將這些地貌解釋為源自恆河桌山單元內含硫酸鹽岩層的侵蝕。恆河桌山坐落在火星科普剌塔斯區，中心座標位於西半球赤道附近的南緯7.2度、西經48.8度處。1930年，希臘裔法國天文學家歐仁·米歇爾·安東尼亞第在他撰寫的《火星》手稿中，首次以古典反照率特徵名對它進行了命名。2006年，國際天文聯合會正式批准了恆河桌山這一名稱。地質.研究人員已確定了桌山上由不同長度和分佈形態的長條侵蝕凹槽以及不同反照率特徵明確劃分的兩層、三層、四層或五層的地層單元。雅丹地貌是被風向穩定的風從基岩上切割出的細長線性地貌群，一行行覆蓋在巨大的桌山表面，這些地貌通常有數百米長和數十米高，但在恆河桌山北面觀察到的地貌變化更大，而更陡峭的桌山西南側，則分佈有最清晰的雅丹地貌，表明桌山這一部分的區域風蝕最嚴重。根據對地層中觀察到存在角度整合現象的具體解釋，這些單元形成於至少兩次沉積事件中，其間至少夾雜著一次或可能兩次延長的侵蝕期。恆河桌山1900米。它們被一層認為起源於火山的高耐蝕性冠巖覆蓋，但由於下方疏鬆岩石的侵蝕而受到破壞。恆河桌山的冠巖並未顯示出這種傾斜，而是水平疊加在這些沉積層之上，這些沉積層的年代暫定為亞馬遜紀中晚期，同時還形成了一些流入到克律塞平原的溢位河道。沉積層冠巖上的深色穹丘和山脊在歷史上與火山活動有關，但最近認為是該冠蓋層的侵入性供給源。由於恆河桌山易受侵蝕和坍塌，其範圍可能曾比現在所看到的要廣闊得多。桌山以東10公里大規模的塊體崩塌。研究人員將上述觀察到的岩層稱為內部層狀沉積物，這對關注火星上過去生命可能性的研究人員具有相當大的吸引力，因為光譜推斷存在水鎂礬，一種多水合硫酸鎂礦物。這種礦物僅在酸性水環境中才能大量形成，這表明發現這些物質的地區曾長期存在過液態水。恆河桌山是水手大峽谷中發現此類岩層的最西端區域。在地球環境中，多水合硫酸鹽幾乎總是與赤鐵礦一起出現，但在恆河桌山的水鎂礬中並未發現赤鐵礦的光譜特徵。研究人員推測，恆河桌山的赤鐵礦已經風化，不再大量存在於內部層狀沉積物中，但在下游其它地方的內部層狀沉積物中發現了赤鐵礦，這表明包括恆河桌山在內的水手谷水環境在赫斯珀里亞紀晚期和亞馬遜紀早期其酸性已變得越來越低。形成機制解釋.冰下火山活動假說.恆河桌山區和水手谷中其他內部層狀沉積物與圖瓦共和國靠近貝加爾湖和蒙古邊境地區的阿扎斯高原有著強烈的相似性。阿扎斯高原火山區被認為是由冰下火山活動所形成，因此，該機制被相應用來解釋恆河桌山的地貌，類比為地球上的平頂火山。一些研究人員提出，恆河桌山可能是一個極其侵蝕的事例。歷史上，其他研究人員還曾提出恆河桌山的現代形態是一種沉積作用，而非侵蝕作用。形成恆河桌山的火山活動可能發生在由冰組成的巨大冰核丘狀巖蓋中，或者發生在恆河峽谷內一座完全凍結的湖泊中。冰下火山活動起源說的支持者指出，恆河桌山水平狀的冠蓋層在形態上與阿扎斯高原平頂火山上看到的蓋層一致。在恆河桌山冠蓋層上觀察到的各種穹丘和弓形脊，導致一些人推測，這些可能的火山地貌實際上是岩漿岩脈、火山噴口或可能侵入了冠蓋下方沉積層的殘存火山頸證據。恆河桌山冠蓋下方厚而易碎的地層單元中存在大量可能與玻質碎屑岩密切相關的薄層，玻質碎屑岩是熔岩直接噴發到水或冰中，經淬火而成的火山角礫岩。這些玻質碎屑岩相被比為冰島平頂火山的巖相。其他研究者也提出，就如在一些冰島平頂火山中看到的那樣，這些層狀地形可能由鎂鐵質熔岩流與橙玄玻璃構成的凝灰岩交替組成。然而，研究人員注意到，包括恆河桌山在內所研究的水手谷桌山周圍是一片浩瀚的沙丘海，這在地球平頂火山附近從未被觀察到。就桌山本身而言，前積層是地球平頂火山的典型特徵，但在恆河桌山內觀察到的傾斜層理，卻較不列顛哥倫比亞省平頂火山中所觀察到的要陡峭得多。水下火山活動假說.恆河桌山水下形成假說認為，該桌山的形成緣於一座持續數千米深的古湖泊下，是火山和沉積因素共同作用的結果。這一假說的支持者傾向於用低能量的沉積作用而非冰下火山假說來解釋桌山的形成，提出是在赫斯珀里亞紀期間所沉積的基底富含硫酸鹽的內部層狀沉積物，當時環克律塞的溢位河道正在形成。如果它們是濁積岩，水下形成說則可以解釋恆河桌山岩壁內易碎的薄沉積層，但由於沉積顆粒的成分和與源頭的距離可能不同，因此不一定能觀察到陸相濁積岩傳統的鮑馬序列特徵。對恆河桌山這一假說的批評者指出，大峽谷中似乎沒有任何障礙可將假設的古湖限定在通常作為水源的溢位河道下游（例如恆河峽谷如何通往克律塞平原高地)，以及在恆河桌山或水手谷的任何其他桌山上，也沒有觀察到可能對應於古湖岸線的階坡地貌。更廣泛地看，赫柏桌山也高出赫柏峽谷邊緣，這對峽谷桌山更普遍的形成機制產生了影響，而這一切不太可能用湖泊機制來解釋。 但完全有可能的是，地表重塑可能消除所有此類古岸線的痕跡，並且恆河峽谷的幾何形狀在過去可能已不同到足以支援一座深古湖的存在。觀測史.二十世紀.1987年，聖何塞州立大學的蘇珊·內德爾報告了水手谷中存在內部層狀沉積物，首次提供了對海盜號照片中有關河谷系統內地貌的結構、地層、分佈及組成的詳細觀察。他們尤為關注坎多耳峽谷的沉積物，並作了一些區域性的概括。內德爾與合著者就這些沉積物的成因提出了初步假設。研究人員得出結論，最可能的形成機制一般為湖泊而非風成或火山爆發。她們還發現，層狀沉積物與構成谷的物質並不相同，但她們也注意到，在沉積成因情況下，一些谷壁滑坡物質將不可避免地會併入到這些層狀沉積物中。值得注意的是，內德爾及其同事並未明確肯定或否定這些沉積物的火山成因，無法確認包括恆河桌山在內的所有層狀沉積物都沒有與之有關的火山口。然而，她們還指出，一些火山和/或殘餘中心結構的存在，可能解釋了這些層狀沉積物的規模為何遠超湖泊環境中通常所預計的沉積碎屑量。1990年，亞利桑那大學的小松吾郎起源假說。1993年，亞利桑那大學的小松吾郎、保羅·蓋斯勒共同發表了一項對水手谷層狀沉積物的考察研究，詳盡闡述了在上次月球和行星科學會議上所論述的研究。1994年，美國地質調查局的貝貝爾·盧奇塔不太可能起源於湖泊，因為鑑於峽谷系統的開放性，湖泊水位無法維持在沉積如此大特徵所需的深度，儘管他們承認大峽谷系統的幾何結構可能已有不同，且不同的裂谷可能是分離或孤立的盆地。但盧奇塔和她的同事們指出，並沒有表明恆河峽谷被攔擋的證據，因此不太可能提出湖源假說。她們首先提出了恆河桌山可能是一座平頂火山，一座由噴發形成的巨大冰核丘狀冰岩蓋或淺凍湖的假設。二十一世紀初.2000年，南達科他礦業及理工學院在月球與行星研究所的實習生詹妮弗·瓦戈納利用海盜號照片繪製了恆河桌山地質圖，並將其細分為四種以印度四條恆河支流（根德格、布拉馬普特拉、提斯塔、亞穆納)命名的單元，水手9號資料則被用於建立層狀沉積物的立體影象。瓦戈納向第31屆月球和行星科學會議提交了一份摘要，報告了她的研究結果。鑑於這些火星軌道器相機立體影象的使用，研究人員無法確認小松吾郎早在1993年所提出的存在角度不整合的情況。2002年，斯基德莫爾大學在月球與行星研究所實習的梅雷迪斯·希比。2004年，小松吾郎和義大利基耶蒂-佩斯卡拉大學的吉安·加布裡埃爾·奧裡阿扎斯高原的冰下火山特徵進行了比較，研究人員特別將水手谷中作為桌山存在的內部層狀沉積描述為很可能與地球上的平頂火山類似。這種見解促使羅斯·拜爾和阿爾弗雷德·麥克尤恩後來研究了這一假說，尤其是在恆河桌山背景下。2004年，亞利桑那大學的羅斯·拜爾的指導下發表了博士論文。在其他研究課題中，拜爾評估了恆河和赫柏桌山地層的傾斜度，在他2005年的出版物中報告了這項調查的細節。2005年，亞利桑那大學的羅斯·拜爾和阿爾弗雷德·麥克尤恩利用火星軌道器鐳射高度計和火星軌道器相機資料嘗試辨別恆河和赫柏桌山岩層中可見的黑色風成物質的傾斜度。這些地層最初被認為是基岩，但後來被懷疑類似於通常在地球平頂火山中常見到的前積層，其角度通常在35度左右。傾角檢測被認為是可能的，因為在恆河桌山南部所看到的這些地層的地形都呈凹槽狀，允許對這些地層的傾斜面方向進行三維測量。兩位研究者向第36屆月球和行星科學會議提交了一份論述其研究的摘要，報告稱恆河和赫柏桌山的這些前積層傾角太淺，無法與地球上相對應的前積層相比。恆河和赫柏桌山的形狀也不是地球上平頂火山的特徵，但“可能”代表了地球平頂火山如果也經歷了非常嚴重的侵蝕後，可能會呈現的樣子。同年，羅斯·拜爾支援恆河桌山的形成方式類似於地球平頂火山這一假設，其依據是存在極易破碎、精細分層的風成碎屑與更耐侵蝕的火山物質。2000年末至現今.2006年，羅斯·拜爾向第37屆月球和行星科學會議提交了一份摘要，詳細描述了對恆河桌山表面風成地貌的研究。拜爾還調查了桌山東部邊緣附近的一座隕石坑，該隕坑似乎提供了掩埋後又被翻攪出的證據。隕坑露出的部分疊壓在桌山一側的坡腳上，為恆河桌山曾經是一片更廣泛地貌，此後被嚴重風化的假設提供了重要的證據。拜爾還在當年向美國地球物理聯盟會議提交了一份報告，透過利用光學與紅外礦物光譜儀資料所記錄的含硫酸鹽桌山層和恆河峽谷中淺色沉積堆之間相似的水鎂礬特徵訊號，揭示了二者間的關係。2008年，田納西大學的馬修·喬納基沙丘分佈最密集的區域。2008年，德國航空航天中心(DLR)的瑪麗安·索維資料對恆河桌山內部層狀沉積物構成的分析結果。研究人員在恆河桌山上發現了支援鹽湖成因的光譜特徵，這主要是因為可能多水硫酸鹽如水鎂礬的存在。這些硫酸鹽特徵只在索維及其同事所確定的上段單元上被觀察到。2011年，瑪麗安·索維、格哈德·紐庫姆和拉爾夫·喬曼發表了一份整個水手谷內以及克律塞平原中內部層狀沉積物的對比研究。恆河桌山是觀察和研究水手大峽谷中這些內部層狀沉積物的兩個主要地點之一，其它的研究地點位於東北部下游。出版物中繪製了包括恆河桌山和厄俄斯峽谷在內的區域截面圖，並在其中論述了內部層狀沉積物特定的形成機制。2017年，布林莫爾學院的塞爾比·卡爾-赫爾斯發表了對該論文的直接反駁，指出卡爾-赫爾斯和克拉克的研究是圍繞恆河桌山和恆河峽谷的水合礦物需要水才能形成的假設而展開。萊昂內引用了各種文章，提出了最初合著者並未提及或反駁的替代解釋。桌山 (地質)