風(fēng)沙地貌過(guò)程是最活躍最普遍的現(xiàn)代火星地貌過(guò)程,蘊(yùn)含火星地表過(guò)程、環(huán)境和演化歷史的豐富信息.本研究利用覆蓋火星全球高分辨率的遙感影像,在地理信息系統(tǒng)軟件的支持下,在全球尺度上分析火星沙丘地貌的形態(tài)學(xué)特征,挖掘所蘊(yùn)含的風(fēng)沙地貌學(xué)意義.結(jié)果表明,火星沙丘地貌類型與地球沙丘地貌相似,但僅以簡(jiǎn)單沙丘為主,罕見(jiàn)復(fù)合和復(fù)雜沙丘,沙丘形態(tài)參數(shù)累計(jì)概率曲線表現(xiàn)為簡(jiǎn)單一段式.火星沙丘以新月形沙丘、新月形沙丘鏈和橫向沙丘等初級(jí)類型為主,而占地球沙丘約50%的線形沙丘在火星上占不到10%.火星沙丘規(guī)模較地球沙丘小,與理論上應(yīng)具有更大規(guī)模的沙丘相悖.火星沙丘地貌形態(tài)參數(shù)間與地球沙丘呈現(xiàn)相似的良好相關(guān)性,但相關(guān)關(guān)系不同,意味著具有相似的形成機(jī)理,但不同的形成條件.得到的另一重要啟示是,在地球上研究類火星風(fēng)沙地貌,如青藏高原的類火星風(fēng)沙地貌,是認(rèn)識(shí)火星風(fēng)沙地貌及其發(fā)育環(huán)境的有效途徑. 

【文章來(lái)源】：科學(xué)通報(bào). 2020,65(01)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

沙丘形態(tài)參數(shù)的定義與測(cè)量

(2)規(guī)模小.首先,火星風(fēng)沙地貌分布區(qū)的面積小接近100×104(98×104)km2,遠(yuǎn)小于地球上的2000多萬(wàn)km2.考慮到火星全球?yàn)闃O端干旱氣候,且干旱的歷史相當(dāng)久遠(yuǎn),其風(fēng)沙地貌分布區(qū)的面積則更是太小了.這是一個(gè)值得思考的問(wèn)題,可能與火星演化歷史和現(xiàn)代地表過(guò)程有關(guān).其次,火星風(fēng)沙地貌分布零散,各分布區(qū)的面積小,未形成像地球上的若干大沙漠,如魯卜哈利沙漠(65×104km2)和塔克拉瑪干沙漠(33.7×104km2)火星有沙丘地貌分布區(qū)面積大于1 km2者1800多塊.位于北極地區(qū)所謂的最大沙漠面積約69×104km2,占火星沙丘地貌分布區(qū)總面積的70%,但并不是真正意義上的連續(xù)沙漠.其余大于1000 km2的數(shù)量占不到2%大于100 km2的數(shù)量占不到20%,約45%面積在10～100 km2間.再次,與地球相比,火星沙丘以高度小于30 m的小沙丘為主,幾乎沒(méi)有高度超過(guò)百米的所謂沙山.火星為何沒(méi)有形成類似地球上高大沙丘起伏的茫茫沙海?而在理論上,火星沙丘應(yīng)該更高大,因?yàn)榛鹦谴髿饷芏扰c顆粒密度的比值比地球小得多[15].圖3 火星各沙丘地貌類型概率分布圖

圖2 火星主要沙丘類型的形態(tài)特征:代表性火星沙丘衛(wèi)星影像和可能的風(fēng)向(紅色箭頭指代).(a)沙片,ESP＿050182＿1165＿RED;(b)穹狀沙丘,ESP＿046504＿1385＿RED;(c)新月形沙丘,ESP＿036571＿2575＿RED;(d)新月形沙丘鏈,ESP＿027248＿2550＿RED;(e)橫向沙壟,P16＿007373＿1377＿XN＿42S322W;(f)直線形沙壟,ESP＿046168＿2645＿RED;(g)塞夫沙丘,B11＿013768＿1339＿XI＿46S323W;(h)耙狀線形沙丘,p22＿009631＿2594＿xn＿79n084w;(i)釘狀沙丘,ESP＿017838＿2860＿RED;(j)方格狀沙丘,ESP＿044851＿2580＿RED;(k)梯形格狀沙丘,ESP＿019035＿2605＿RED;(l)魚(yú)鱗狀沙丘,ESP＿019023＿2620＿RED;(m)蜂窩狀沙丘,ESP＿046085＿2585＿RED;(n)星狀沙丘,PSP＿007650＿1300＿RED;(o)障礙物沙丘,ESP＿038413＿1380＿RED.數(shù)據(jù)來(lái)源:華盛頓大學(xué)PDS地學(xué)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)火星沙丘地貌類型的兩個(gè)突出特征,簡(jiǎn)單性和規(guī)模小可能是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面,指向沙丘地貌發(fā)育的不充分,而到底是什么因素導(dǎo)致火星沙丘地貌發(fā)育不充分?發(fā)育歷史短或其他條件不具備?青藏高原的沙丘地貌類型呈現(xiàn)類似火星沙丘地貌的特征,初步歸因于沙源供給不充分和發(fā)育時(shí)間短[16].而這兩個(gè)方面又是具有關(guān)聯(lián)性,即在沙源供給不充分時(shí),沙丘必然不會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)的發(fā)育時(shí)間.青藏高原的現(xiàn)有沙丘大都是近3 ka以來(lái)形成的,且由于高原總體上長(zhǎng)期處于沉積物輸出區(qū),未形成沙丘地貌發(fā)育所需要的充分的第四紀(jì)松散沉積物堆積.再者,接受第四紀(jì)沉積物的干旱盆地,如柴達(dá)木盆地為干鹽湖,沉積物被鹽膠結(jié),不能在風(fēng)力作用下形成風(fēng)沙沉積.實(shí)際上,世界干旱區(qū)的干鹽湖如中國(guó)羅布泊、伊朗的卡維爾鹽漠均罕見(jiàn)沙丘地貌發(fā)育.火星表面廣布的鹽殼是否造成沙源供應(yīng)不足?青藏高原的沙丘地貌研究可能為理解火星沙丘地貌提供重要線索,這絕非偶然,因?yàn)榍嗖馗咴哪牡蜏睾偷蜌鈮菏堑厍蛏吓c火星相似性最高的地區(qū),盡管差異仍然巨大.


本文編號(hào)：3096756