都特羅尼勒斯桌山群（Deuteronilus Mensae）是火星上一處方圓 937 公里的區域，其中心座標為北緯 439、西經 3374 處，它東西橫跨西經 344西經 325，南北覆蓋北緯 40北緯 48。都特羅尼勒斯桌山群區坐落於阿拉伯臺地北部，並被包含在伊斯墨諾斯湖區內。它緊鄰火星南北分界線，處於古老崎嶇的南部高地和北半球低地平原之間。該地區分佈著眾多可能形成於過去某個冰川期的平頂瘤狀地形，東面則是普羅敦尼勒斯桌山群和伊斯墨諾斯槽溝群 Baker M et al 2010 Flow patterns of lobate debris aprons and lineated valley fill north of Ismeniae Fossae Mars Evidence for extensive midlatitude glaciation in the Late Amazonian Icarus 207 186209。目前該地區依然存有冰川，據估計至少有一道冰川形成於最近 1 萬至 10 萬年前，從最近火星勘測軌道飛行器的淺層雷達探測表明，都特羅尼勒斯桌山群部分地區確實蘊藏著水冰 httpnewsdiscoverycomspacemarsicesheetclimatehtmlPlaut J A Safaeinili J Holt R Phillips J Head J R Seu N Putzig A Frigeri 2009 Radar evidence for ice in lobate debris aprons in the midnorthern latitudes of Mars Geophys Res Lett 36 doi1010292008GL036379。 都特羅尼勒斯桌山群取名自古典返照率特徵，都特羅尼勒斯（Deuteronilus）一詞為拉丁語尼羅河（Nilus 的第二部分的意思。 冰源 現在普遍認為，火星上包括都特羅尼勒斯桌山群在內的許多地方都聚積有水冰，當時該行星的軌道傾角與現在大不相同（火星的軸線有相當大幅度的 擺動，這意味著它的角度會隨著時間而變化）Madeleine J et al 2007 Mars A proposed climatic scenario for northern midlatitude glaciation Lunar Planet Sci 38 Abstract 1778Madeleine J et al 2009 Amazonian northern midlatitude glaciation on Mars A proposed climate scenario Icarus 203 300405Mischna M et al 2003 On the orbital forcing of martian water and CO2 cycles A general circulation model study with simplified volatile schemes J Geophys Res 108 E6 5062。幾百萬年前，火星自轉軸的傾角為 45 度，而非現在的 25 度。它的傾斜度變化很大，因為它的兩顆小衛星無法像能穩住地球的月球那樣來穩住它。 火星上的許多特徵，包括都特羅尼勒斯桌山群，被認為都含有大量的水冰。有關冰起源最流行的模型是行星自轉軸傾斜度的巨大變化所引起的氣候改變，有時傾斜度甚至超過 80 度 Touma J and J Wisdom 1993 The Chaotic Obliquity of Mars Science 259 12941297Laskar J A Correia M Gastineau F Joutel B Levrard and P Robutel 2004 Long term evolution and chaotic diffusion of the insolation quantities of Mars Icarus 170 343364，傾斜度的巨大變化解釋了火星上許多富冰的地貌特徵。 研究顯示，當火星傾角從目前的 25 度上升到 45 度時，兩極的冰就不再穩定 Levy J J Head D Marchant D Kowalewski 2008 Identification of sublimationtype thermal contraction crack polygons at the proposed NASA Phoenix landing site Implications for substrate properties and climatedriven morphological evolution Geophys Res Lett 35 doi1010292007GL032813。此外，在這種高傾角下，儲存的固體二氧化碳（乾冰）昇華，從而增加了大氣壓，而大氣壓的增加又會使更多塵埃滯留在大氣層中，大氣中的水分將以雪或冰的形式附著在塵埃顆粒上。計算表明，這種物質主要集中在中緯度地區 Levy J J Head D Marchant 2009a Thermal contraction crack polygons on Mars Classification distribution and climate implications from HiRISE observations J Geophys Res 114 doi1010292008JE003273Hauber E D Reiss M Ulrich F Preusker F Trauthan M Zanetti H Hiesinger R Jaumann L Johansson A Johnsson S Van Gaselt M Olvmo 2011 Landscape evolution in Martian midlatitude regions insights from analogous periglacial landforms in Svalbard In Balme M A Bargery C Gallagher S Guta eds Martian Geomorphology Geological Society London Special Publications 356 111131。 火星大氣層環流模型預測了富冰塵埃聚集於發現富冰特徵的相同區域 Laskar J A Correia M Gastineau F Joutel B Levrard and P Robutel 2004Long term evolution and chaotic diffusion of the insolation quantities of Mars Icarus 170 343364。當傾斜度開始回覆到較低水平時，冰昇華（直接轉化為氣體）並留下一層塵埃 Mellon M B Jakosky 1995 The distribution and behavior of Martian ground ice during past and present epochs J Geophys Res 100 1178111799Schorghofer N 2007 Dynamics of ice ages on Mars Nature 449 192194。滯後的沉積層覆蓋了下面的地層，因此在每一輪高傾角迴圈中，一些富冰層仍被留在下面 Madeleine J F Forget J Head B Levrard F Montmessin 2007 Exploring the northern midlatitude glaciation with a general circulation model In Seventh International Conference on Mars Abstract 3096。注意，平坦的覆蓋層可能只代表相對較近的地層。 多邊形圖案地 在火星某些地區，多邊形圖案地表（Polygonal patterned ground）很常見 Kostama VP M Kreslavsky Head J 2006 Recent highlatitude icy mantle in the northern plains of Mars Characteristics and ages of emplacement Geophys Res Lett 33 L11201 doi1010292006GL025946 KMalin M Edgett K 2001 Mars Global Surveyor Mars Orbiter Camera Interplanetary cruise through primary mission J Geophys Res 106 E10 2342923540Milliken R et al 2003 Viscous flow features on the surface of Mars Observations from highresolution Mars Orbiter Camera MOC images J Geophys Res 108 E6 doi1010292002JE002005Mangold N 2005 High latitude patterned grounds on Mars Classification distribution and climatic control Icarus 174 336359 Kreslavsky M Head J 2000 Kilometerscale roughness on Mars Results from MOLA data analysis J Geophys Res 105 E11 2669526712 Seibert N J Kargel 2001 Smallscale martian polygonal terrain Implications for liquid surface water Geophys Res Lett 28 5 899902 S，其原因認為是地面上冰昇華所引起。昇華是固體冰的直接氣化，類似於地球上乾冰的情況。火星上呈現多邊形地面的地方可能表明未來定居者可在那裡找到水冰。圖案地面形成於在不同氣候，從天空飄落的覆蓋層（稱為緯度相關覆蓋層）Hecht M 2002 Metastability of water on Mars Icarus 156 373386Mustard J et al 2001 Evidence for recent climate change on Mars from the identification of youthful nearsurface ground ice Nature 412 6845 411414Kreslavsky MA Head JW 2002 Highlatitude Recent Surface Mantle on Mars New Results from MOLA and MOC European Geophysical Society XXVII NiceHead JW Mustard JF Kreslavsky MA Milliken RE Marchant DR 2003 Recent ice ages on Mars Nature 426 6968 797802 。 ESP 043899 2265polygonsjpgHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置所看到的高中心多邊形為都特羅尼勒斯桌山群的碎屑圍裙頂部。 43899 2265closecrackjpgHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的帶縮放比的高中心多邊形區高空視場特寫。注：黑框區面積與足球場相同 43899 2265highcenterpolygonsclose2jpgHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的高中心多邊形區特寫。注：黑框區面積與足球場相同。 43899 2265highcenterpolygonsclosejpgHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的高中心多邊形特寫，可清楚地看見多邊形之間的凹槽。 43899 2265closeedgejpgHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的高中心多邊形區。 上部平原單元 在火星中緯度區發現了一處 50100 米厚的殘餘覆蓋層，稱為上部平原單元，首次是在都特羅尼勒斯桌山群區探測到，但其他地方也有出現。該殘餘層由隕石坑和臺地上的一系列傾斜層組成 Carr M 2001 Mars Global Surveyor observations of martian fretted terrain J Geophys Res 106 2357123593，這些傾斜層可能有各種大小和形狀，有些看起來像中美洲阿茲特克金字塔。 ESP 028418 2240pyramidsmalljpg 按照 HiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的一組小的傾斜層。 這種單元也會退化為腦紋地形，腦紋地形是一種 35 米高的迷宮狀楞脊區。有些山脊可能由冰核構成，因此它們又可能成為未來定居者的水源。 ESP 028273 2240pyramidbrainjpg 分層特徵和腦紋地形，如 HiWish 計劃下高解析度成像科學裝置所顯示，上層平原單元經常會轉變為腦紋地形。 上部平原單元的一些區域顯示出大型裂縫和帶凸起邊緣的凹槽，這些地區被稱為肋狀上層平原（ribbed upper plains）。據信斷裂起始於應力引起的小裂縫，因為當碎屑堆聚集在一起或靠近碎屑堆邊緣時，在此類地點就會產生擠壓應力，這在肋狀上層平原很常見，應力則引發斷裂過程。裂縫暴露了更多的地表，因此地層中更多的冰昇華到行星稀薄的大氣層中。最終，小裂縫變成為大峽谷或大槽溝。 ESP 028339 2245headarticlejpg 發育良好的肋狀上平原地層，它們起始於小裂縫，隨著冰從表面裂縫中昇華而擴充套件。該照片為 HiWish 專案指示高解析度成像科學裝置拍攝。 ESP 035011 2240pyramidsheadjpgHiWish 計劃也使用高解析度成像科學裝置顯示了傾斜層，在圖片右上角可看到肋狀上平原地層，它形成於上部平原單元，反過來又會被侵蝕成腦紋地形。 ESP 042198 2235pyramidjpg 應力縫和因昇華（冰直接氣化）而擴大的較大裂縫圖，這可能是肋狀地形的開始。 ESP 042554 2245ribbedterrainjpg 如 HiWish 計劃下高解析度成像科學裝置所示，應力紋引起的肋狀地形演變 左側的裂縫最終會擴大演變成圖片右側的肋狀地形。 P1010377redrocksfalljpg 科羅拉多州紅巖公園的層狀特徵。它的起源與火星上的不同，但形狀類似。紅巖區的地質特徵是由山脈隆起所引起。 小裂縫通常包含小洞坑和洞坑鏈，被認為產生於地表冰的昇華 Morgenstern A et al 2007Baker D J Head 2015 Extensive Middle Amazonian mantling of debris aprons and plains in Deuteronilus Mensae Mars Implication for the record of midlatitude glaciation Icarus 260 269288。 火星表面大部分割槽域都蘊含了水冰，冰被一層 1 米厚的塵埃和其他物質所保護。然而，一旦出現地表縫，將會使水冰暴露在稀薄的大氣層中 Mangold N 2003 Geomorphic analysis of lobate debris aprons on Mars at Mars Orbiter Camera scale Evidence for ice sublimation initiated by fractures J Geophys Res 108 8021Levy J et al 2009 Concentric，在很短時間內，冰將消失在寒冷稀薄的大氣中，這一過程稱為昇華，乾冰在地球上也有類似的行為。當鳳凰號火星探測器發現裸露的冰塊在幾天內就消失時，則察覺到了火星上的昇華現象 Bright Chunks at Phoenix Landers Mars Site Must Have Been Ice Official NASA press release 19062008。此外，高解析度成像科學裝置還發現了坑底有冰的新隕坑，但隔了一段時間後，它看到的冰沉積物就已消失無蹤了 Byrne S et al 2009 Distribution of MidLatitude Ground Ice on Mars from New Impact Craters 32916741676。 ImageIce sublimating in the DodoGoldilocks trenchgif 在四天的時間裡，被挖開的 渡渡鳥 金鳳花 溝中模具大小的白色物質消失了，這意味著它們是由冰組成的，冰在暴露後就會升華。 ImageEvaporating ice on Mars Phoenix lander imagejpg 彩色照片顯示了冰的昇華，圖片右上角插圖為放大了的挖溝左下角。 據認為，上部平原單元來自於天空降落的物質，它覆蓋在各種表面上，好似均勻飄落。與其他覆蓋沉積物一樣，上層平原單元具有層狀、細粒度和富含冰，它分佈普遍，似乎沒有來源點。火星某些區域的表面外觀是由於該單元的退化造成的，它也是造成舌狀岩屑坡表面外觀的主要原因。據信，上部平原覆蓋層單元和其他覆蓋層單元的分層是由該行星氣候的重大變化所導致。模型預測，隨著地質時間推移，火星自轉軸傾角或傾斜度可能會從目前的 25 度改變到超過 80 度。高傾斜期間將導致火星極地冰蓋中的冰重新分佈，並改變大氣層中的塵埃含量 Head J et al 2003Madeleine et al 2014Schon et al 2009 A recent ice age on Mars Evidence for climate oscillations from regional layering in midlatitude mantling deposits Geophys Res Lett 36 L15202。 其它圖片 ImageDeuteronilus Mensae region on Mars ESA232942tiff2005 年 3 月 14 日拍攝的都特羅尼勒斯桌山群照片。 ImageDeuteronilus Mensaejpg 火星全球探勘者號顯示的都特羅尼勒斯桌山群。 ImageDeuteronilus Mensae RidgesJPG 熱輻射成像系統顯示，都特羅尼勒斯桌山群山脊反映了沉積物的移動。 ImageDeuteronilus ValleysJPG 熱輻射成像系統顯示的都特羅尼勒斯桌山群中一座隕坑壁中的小山谷。 ImageFretted terrain of Ismenius Lacus taken with MGSJPG 都特羅尼勒斯桌山群和伊斯墨諾斯湖區中的銳蝕地形，顯示了平坦的谷底和懸崖。由火星全球探勘者號上的火星軌道器相機（MOC）拍攝。 ImageSteep cliff in Ismenius Lacus taken with MGSJPG 左邊照片中顯示懸崖部分的放大。由火星全球探勘者號（MGS）上高解析度照相機拍攝。 ImageCTX image of eroded crater ejectJPG 背景相機拍攝的都特羅尼勒斯桌山群照片，顯示了下二幅照片的位置。 ImageEroded crater ejectaJPGHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的都特羅尼勒斯桌山群中的侵蝕地形。 ImageEroded Crater Ejecta2JPGHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置顯示的另一幅都特羅尼勒斯桌山群侵蝕地形照片。 ImageCTX context image labeledJPG 背景相機照片顯示了下二幅高解析度成像科學裝置拍攝的影像位置，位於伊斯墨諾斯湖區。 ImageGlacier moraine in Deuteronilus MensaeJPGHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置觀察到的都特羅尼勒斯桌山群中，一座可能是過去冰川末端冰磧的土丘。該影像的位置是前一影像中所標註的 A 框。 ImageSurface around mound in Deuteronilus MensaeJPGHiWish 計劃下高解析度成像科學裝置觀察到的都特羅尼勒斯桌山群中，環土丘周邊的複雜表面。該影像的位置位於上面背景相機照片中標註的 B 框內。 Image25253hollowscroppedjpg 高解析度成像科學裝置顯示的都特羅尼勒斯桌山群中被掏空的地形。 Image25755concentriccracksjpg 高解析度成像科學裝置顯示的大群同心裂紋。 另請參閱 火星地質 冰川 火星冰川 伊斯墨紐斯湖區 火星分界 尼羅瑟提斯桌山群 普羅敦尼勒斯桌山群 參考文獻 外部連結 Views of Deuteronilus Mensae on Mars from Mars Express Scarps in Deuteronilus Mensae from HiRISE Jeffrey Plaut Subsurface Ice 21st Annual International Mars Society Convention Category 伊斯墨紐斯湖區 Category 火星桌山群