不需板塊構造也能造就複雜地殼,數據揭火星深處龐大岩漿系統證據
長期以來,我們認為行星表面必須有板塊構造不斷移動、碰撞、回收,才能打造出像地球一樣複雜多樣的地殼。但牛津大學團隊透過 NASA 洞察號地震數據發現火星曾擁有大型、互相連結的深層岩漿系統,在穿越地殼過程不斷演化,最終也能形成層次分明的複雜地殼。
火星是典型的靜止蓋層(stagnant – lid)行星,即表面被完全不移動的單一固態岩石外殼包裹,理論上,火星不可能發展出和地球同樣複雜的地殼構造。
然而根據 NASA 洞察號(InSight)著陸器記錄的隕石撞擊與火星震波,牛津大學團隊注意到地表下方約 24 公里處存在非常明顯但無法解釋的邊界,將火星地殼分成上下兩層。
為破解該界是否分隔出不同岩石類型,研究人員運用熱力學建模與統計方法,比較地震觀測結果與數百種岩石組成,發現邊界下方只有富含鐵與鎂但二氧化矽含量低的超基性岩石能持續重現其物理性質,邊界上方觀察結果則可用含較高二氧化矽比例的基性岩解釋。
這種明顯差異的岩性強烈暗示火星地殼曾發生岩漿分離作用,當大量岩漿聚集在地殼深處,較重晶體會沉到底部,較輕熔體則往上升,類似的過程也發生在地球火山弧下方,且與大陸地殼形成密切相關。
地球之所以能長期維持適居性,除了擁有磁場及大氣層,很大程度也倚賴板塊構造帶來的地質條件(碳循環、水循環),新發現暗示行星即使沒有板塊運動,仍可能透過內部岩漿系統演化實現一定程度物質循環,打破系外行星沒有板塊構造就不適合居住的思維框架。
新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
(首圖來源:AI 生成)