使用来自美国宇航局的火星勘测轨道飞行器，行星科学家在火星北部一个名为阿拉伯高地．他们估计，在这一地区观察到的火山灰是5亿多年来1000到2000次单独爆发的结果。
这张由美国宇航局火星勘测轨道飞行器于2020年10月1日获得的图像显示了阿拉伯Terra上的几个充满层状岩石的陨石坑。图片来源:NASA / Molly Wasser。
美国宇航局戈达德航天飞行中心的帕特里克·惠利博士及其同事说：“火星阿拉伯半岛西部的几个大而深的火山口被认为是爆炸性的火山口，一种能够产生超级喷发的火山。”。
“如果这些火山口是破火山口，那么大量的火山灰层在阿拉伯地球上应该很常见。”
“尽管此前在阿拉伯半岛已观察到层状沉积物，但到目前为止，尚未发现与建议的火山口有关的沉积物。”
在这项新研究中，惠利博士和他的同事们使用MRO的小型侦察成像光谱仪拍摄的火星图像来识别阿拉伯Terra上的矿物。
在火山口附近数百到数千公里的峡谷和火山口的岩壁中，火山灰可能是由风携带的，他们发现火山矿物被水转化为粘土，包括蒙脱石、伊莫哥石和阿勒芬。
然后他们制作了阿拉伯Terra地区的三维地形图。
通过在分析过的峡谷和火山口的地形图上放置矿物数据，他们可以在富含矿物质的沉积物中看到，火山灰层保存得非常完好——火山灰层没有被风和水搅乱，而是以新鲜时的方式分层。
“那时我才意识到这不是偶然，这是一个真实的信号，”同样来自NASA戈达德太空飞行中心的雅各布·理查森博士说。
“我们实际上看到了预测结果，这对我来说是最激动人心的时刻。”
利用早期研究的数据，研究人员计算出产生他们发现的火山灰厚度所需的喷发次数。
“结果发现有数千次喷发，”惠利博士说。
剩下的一个问题是，为什么一个星球上只有一种类型的火山散布在一个地区。
在地球上，能够超级喷发的火山——最近一次是76000年前在印度尼西亚苏门答腊爆发的火山——分布在全球各地，与其他类型的火山存在于同一地区。
火星上也有许多其他类型的火山，包括太阳系中最大的火山奥林匹斯山。
奥林匹斯山的体积是地球上最大的夏威夷莫纳罗亚火山的100倍，它被称为盾状火山，熔岩从平缓的山坡上流下。
到目前为止，阿拉伯地是火星上唯一有爆炸性火山的证据。
超级喷发火山可能集中在地球上的一些地区，但由于板块构造的原因，大陆发生了移动，这些火山在物理和化学上受到侵蚀，或者在全球各地移动。
这种类型的爆炸火山也可能存在于木星的卫星木卫一的区域，或者聚集在金星上。
无论情况如何，作者希望阿拉伯地球能教会科学家一些关于地质过程的新知识，这些地质过程有助于塑造行星和卫星。
理查森博士说：“人们读了我们的论文后会问，‘怎么会这样？火星怎么会这样？这么小的行星怎么能融化足够的岩石，在一个地方引发数千次超级喷发？’我希望这些问题能带来很多其他的研究。”。
一个纸张研究结果发表在杂志上《地球物理研究快报．
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帕特里克Whelley等．阿拉伯大陆早期火星爆发性火山活动的地层证据。《地球物理研究快报， 2021年7月16日在线发布;gl094109 doi: 10.1029/2021
