塑造火星地形的竟是40亿年前撞击它的一颗小行星

火星、火卫一、火卫二（从左到右）的合成照。根据最新发表的一篇论文，这两颗卫星可能是一场大碰撞形成的。

图自：NASA

火星奇特的地形一直困扰着天文学家和行星科学家们。火星北部的大部分地区都是平坦的低地，南部却是布满陨石坑的高地，而且这颗红色星球的内部还蕴藏着数量惊人的稀有金属。

为此，科学家们提出了众多解释，包括远古海洋、板块构造、巨大小行星撞击等。其中，第三个观点被称为“大碰撞假说”，最近越发获得关注，一篇新发表的论文也对其表示支持。该论文认为，在太阳系形成初期，一场巨大的撞击可能影响了火星的表面及其两颗卫星的形成。

根据这一假说，一颗大约为谷神星（小行星带的一颗矮行星）大小的天体曾与这颗红色行星相撞，将其北半球的一部分区域撞离，并留下大量的金属矿藏。此外，这颗小行星留下的碎片围绕火星运动，最后形成了火卫一和火卫二——至少目前来说是这样的，因为科学家们预计火卫一在未来的几百万年里可能自行破碎或者撞向火星。

“我们在论文中写道，我们可以从动力学和地球化学方面解释火星的这三大特征，”科罗拉多大学波德分校地质科学系教授，该报告的共同作者——史蒂芬·莫契斯（Stephen Mojzsis）在一份声明中表示，“这个解释很精妙，因为它同时解释了关于火星如何变成如今这个样子的三个有趣而重要的问题。”

该研究由莫契斯和东京工业大学地球生命科学研究所的天文学家——雷蒙•布拉瑟（Ramon Brasser）合作完成，研究结果发表在最近一期《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。该研究分析了降落在地球上的火星陨石样本。这些样本与科学家们的预期相比含有更多的稀有金属（例如铱、锇、铂），这意味着火星遭受过含有这类金属的小型岩质小行星的大量撞击。

科学家们估计，这些稀有金属大约占到火星质量的0.8%。

之后他们通过模拟各类大小的小行星撞击来确认是多大的小行星造就了火星的地形。结果显示，这颗小行星大约有1200公里长——接近加利福尼亚州的长度。模拟结果还表明，这颗巨大的小行星大约在44.3亿年前撞向火星，那时太阳系才刚刚形成7亿年。接下来的几十亿年里，许多更小的小行星也接着撞向了火星。

研究者们认为，大碰撞发生之后，火星表面有一片布满小行星物质和火星岩石的区域，但随着时间流逝，由于火星表面的腐蚀、风化等原因，这些残留物被混合在了一起。

接下来，莫契斯和布拉瑟计划通过科罗拉多大学波德分校的火星陨石档案来研究这些陨石的构成会不会因为年龄的差异而有所不同。

火星上的日出

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责编：钟狼将