Атабаска Валлес

Атабаска Валлес

Долины Атабаски, показывающие направление потока того, что некоторые исследователи интерпретируют как морфологию, связанную с паводковыми водами. Обратите внимание на острова обтекаемой формы, указывающие направление течения на юго-запад.
Координаты	 8,6 ° с.ш. 205,0 ° з.д.  / 8,6; -205,0
Длина	285,0 км (177,1 миль)
Мы	Река в Канаде. (Изменено из Долины Атабаски.)

Долины Атабаски позднего амазонского периода представляют собой систему каналов оттока в центральной Элизиум Планиция части Марса , расположенной к югу от Элизиумского возвышения . Они являются частью сети каналов оттока в этом регионе, которые, как предполагается, исходят из больших трещин на марсианской поверхности, а не из хаосных ландшафтов , которые являются источниками каналов оттока вокруг Криса . В частности, долины Атабаски берут начало в одной из трещин Цербера Фоссэ и текут вниз по течению на юго-запад, ограниченные с юга морщинистым хребтом на протяжении более 100 км, прежде чем впадать в вулканическую равнину Цербер Палус . Широко распространено мнение, что долины Атабаски являются самой молодой системой каналов оттока на планете.

Хотя исследователи в целом сходятся во мнении, что долина образовалась в результате катастрофического излияния из самой южной трещины Цербера. научное сообщество не пришло к единому мнению о точном механизме формирования долины Атабаска – как в отношении природы жидкостей, протекавших через долину, так и с точки зрения более поздних геологических событий, которые с тех пор вновь вышли на поверхность региона. Исследователи одновременно предполагают происхождение паводковых вод (сродни наводнениям в Миссуле , которые сформировали Каналированные Скабленды в штате Вашингтон), происхождение лавы низкой вязкости (аналогично потокам пахоэхо на Гавайях), ледниковое происхождение или некоторую комбинацию вышеупомянутых механизмов. Наличие изрытых курганов на дне долины также является предметом дискуссий и лежит в основе различных гипотез, которые были предложены и которые по-разному предполагались как пинго. и безкорневые шишки . Было высказано предположение, что полигональные ландшафты различного масштаба, наблюдаемые в долинах Атабаски и ниже по течению в Цербер Палус, имеют как вулканические, так и перигляциальные особенности и/или либо либо вулканические, либо перигляциальные. Интерпретации этих территорий сильно различаются даже в отношении того, в каком порядке эти особенности накладываются на другие события в долине.

Контекст

Система Долины Атабаски расположена к югу от Альбор Толус вершины вулканической провинции Элизиум , второй по значимости вулканической провинции на планете Марс. Он расположен в пределах южного марсианского нагорья, в диффузной части дихотомии земной коры . Это долина, простирающаяся с северо-востока на юго-запад, в самой южной части провинции Элизиум. Cerberus Fossae находится вверху по склону к северо-востоку от самой восточной части долины и пересекает местность в направлении, перпендикулярном направлению долины Атабаски. Ниже по течению к юго-западу от системы долин лежит равнина Цербер Палус . Маршрут канала оттока во время его формирования, вероятно, следовал ранее существовавшему пути юго-западного простирания, поскольку на юге он ограничен морщинистым хребтом , связанным с сжимающими напряжениями, исходящими из вулканической провинции Элизиум. Он исходит из своего источника в яме Цербера по двум каналам, которые сходятся примерно в 25 км к юго-западу от трещины; еще через 80 км долина становится разветвленной , причем некоторые из ее ответвлений выходят за идущий на юг хребет морщин. Геоморфные свидетельства отложений, связанных с долиной, исчезают на ее юго-западном конце под недавними потоками лавы. материалы, образующие дно долины системы, имеют ультраосновной или основной состав и характеризуются обилием Fe и относительным недостатком K и Th. По данным гамма-спектрометра (GRS), эоловая эксгумация Замечено, что на полу вновь появилась . Более того, крупномасштабное растяжение и сжатие очевидны в подразделении дна Атабаска-Валлес, что могло быть связано с более ранними региональными тектоническими событиями или опустошением нижележащего магматического очага . Некоторые исследователи предполагают, что вулканическая единица, составляющая дно Долины Атабаски (среди других территорий), является самой молодой и крупнейшей лавовой единицей, образовавшейся в результате наводнения на Марсе, и единственным примером лавовой единицы, образовавшейся в результате наводнения, которая демонстрирует морфологические признаки турбулентный поток . В целом, площадь изверженных потоков лавы, сформировавших систему Долин Атабаски, была нанесена на карту как охватывающая регион, полностью простирающийся через Элизиум-Планитию на юге, нечетко исчезающий в северной окраине Зефирии-Планум и простирающийся через широкую полосу Цербера. Палус в смысле восток-запад, охватывающий регион, почти такой же широкий, как Элизиум. Эта лавовая единица размером с Орегон и имеет большую площадь, чем крупнейшая из крупных магматических провинций на Земле – ловушки Декан и Раджамандри на юге Индии . Неровная местность расположена к северо-западу от устья Долины Атабаски и была датирована на основе подсчета кратеров как старейшая сохранившаяся геологическая единица в системе Долин Атабаска и имеет нойийский возраст. Было обнаружено, что современные разломы растяжения вблизи источника, связанные с южными ямками Цербера, датируются более поздним периодом формирования всех элементов долины и, вероятно, являются наиболее геологически недавними особенностями системы Долины Атабаски.

Долины Атабаски расположены в более широком регионе Elysium Planitia и пересекают обширную полосу равнинной земли, которая, как считается, состоит в основном из паводковых базальтов . Каналы оттока центральной Элизиум-Планитии отличаются от каналов, расположенных вокруг Хриса ( Долины Касей , Долина Арес и т. д.), потому что они, по-видимому, исходят из вулканических трещин, а не из хаоса местности . Долины Атабаски — это самый западный из каналов оттока в Elysium Planitia и единственная из систем каналов в этом регионе, которая течет на запад. Другими основными каналами оттока в этом регионе являются (с запада на восток) долины Грйота , долины Рауэй и долины Марте . Исторически некоторые исследователи связывали излияние жидкости из долины Атабаска с расположенными ниже по течению образованиями долины Марте и долины Грйота, но эта точка зрения потеряла популярность, когда стали доступны данные MOC с более высоким разрешением, позволяющие обновить подсчет кратеров (даты возраста дна каждой долины асинхронны) и геоморфические интерпретации (высокопроницаемая свежая лавовая порода могла бы вызвать крупномасштабное проникновение блуждающих паводковых вод задолго до того, как они достигли истоков других долин).

Из каналов оттока на Марсе долины Атабаска представляли особый интерес для марсианского планетарного геологического сообщества, поскольку оценки возраста кратера позволяют предположить, что канал оттока мог образоваться всего 20 млн лет назад – самый молодой из известных на Марсе такого типа – если предположить, что вмещающие лавовые образования (по которым было проведено датирование кратера) отложились одновременно с формированием канала оттока. Объяснения его образования позволили бы исследователям лучше ограничить гидрологические условия в этом регионе Марса вплоть до позднего амазонского периода , спустя долгое время после того, как канонически считается, что большая часть гидрологической активности на поверхности Марса прекратилась. Последнее наводнение, прошедшее через Долины Атабаски, возможно, произошло совсем недавно, примерно 2–8 млн лет назад.

Около 80% кратеров в долине Атабаска являются вторичными кратерами от удара, в результате которого образовался кратер Зунил , который является самым молодым из известных лучевых кратеров диаметром +10 км на поверхности Марса и потенциальным источником шерготтитовых метеоритов обнаруженных . на Земле. Первоначально считалось, что присутствие этих современных вторичных элементов исказило очень современные даты возраста, основанные на подсчете кратеров на дне долины Атабаска. Кратер Зунил расположен к востоку от сети Долин Атабаски и простирается в юго-восточном направлении за пределы трещин Цербера. Предполагается, что вторичные образования из близлежащего кратера Коринто , еще одного очень молодого большого лучистого кратера в окрестностях Зунила, также накладываются на дно долины Атабаска-Валлес, но морфология этих вторичных кратеров неясна, и их совпадение с лучами Коринто может быть случайным.

Долины Атабаски названы в честь реки Атабаска , протекающей через национальный парк Джаспер в канадской провинции Альберта . Первоначально он назывался «Долина Атабаски» (единственное число). Международный астрономический союз официально утвердил название объекта в 1997 году.

Географические особенности

Обтекаемая форма в долине Атабаска, вид HiRISE . Предполагается, что такие морфологические особенности сформировались в результате меганаводнений.

Формирование

Существуют конкурирующие интерпретации формирования системы долины Атабаски. Ниже описаны различные гипотезы, а также подтверждающие и конкурирующие доказательства.

Гипотеза образования мегазатопления

Долина Атабаска — самая молодая из систем каналов оттока на Марсе, и исторически считалось, что она образовалась в результате меганаводнения. Характерные обтекаемые каплевидные формы рельефа, ветвящиеся каналы и поперечные волнистые дюны (предположительно образовавшиеся под водой). ) все встречаются в системе долин и морфологически аналогичны тем, что встречаются в Каналированных Скаблендах на Земле в восточном штате Вашингтон . Каналированные Скабленды образовались во время катастрофического наводнения на Миссуле , серии меганаводнений, возникших в результате внезапных прорывов ледяных плотин, поддерживающих плейстоценового возраста ледниковое озеро Миссула . Согласно этой интерпретации, эти обтекаемые формы рельефа были созданы, когда проходящие паводковые воды откладывали осадки на выступающих обнажениях коренных пород, таких как края кратеров или горные породы. (В случае с Долинами Атабаски подавляющее большинство таких обтекаемых форм возникло вокруг реликтовых горных пород коренных пород. ) Считается, что паводковые воды в результате события, образовавшего долины Атабаски, пришли из ямок Цербера на 10 ° с.ш. и 157 ° в.д., где грунтовые воды могли оказаться в ловушке под слоем льда, который был сломан при ямок . образовании Поскольку свидетельства речной эрозии присутствуют по обе стороны от трещины, некоторые авторы предположили, что отток паводковых вод из ямки Цербера был сильным, образуя фонтан, похожий на фонтан « Старый Верный» в Йеллоустонском национальном парке , который представляет собой гейзер в американском штате Вайоминг . Некоторые исследователи еще на основе данных с относительно низким разрешением миссии Mars Global Surveyor отметили , что события наводнений, которые, как предполагалось, сформировали Долины Атабаски, перемежались с образованием равнинных единиц из лавы в определенных частях канала оттока. некоторые исследователи полагают, что паводковые воды могли удержаться за счет значительной проницаемости свежеобразованной лавовой породы Цербера Палуса. Взаимодействие свежей лавы и паводковых вод могло быть причиной образования безкорневых конусов, наблюдаемых вблизи предполагаемой области погружения в долины Атабаски в регионе Цербер Палус.

Некоторые исследователи предположили, что образование обтекаемых форм в долинах Атабаски могло быть результатом коренных препятствий (таких как края кратеров), сохранившихся в низких районах, где гидрологическое моделирование предполагает, что паводковые воды могли собираться в пруды. Образовавшиеся в результате отложения вокруг этих коренных препятствий затем снова образовались бы в результате последующих меганаводнений, при этом единственные сохранившиеся участки этих осадочных отложений находились бы в регионах за коренными препятствиями. Однако для некоторых из обтекаемых форм долины Атабаски, расположенных выше по течению, современная топография не наводит на мысль о затоплении. Некоторые исследователи предположили, что это были регионы, где такое затопление было возможно в прошлом, но более поздние извержения лавы из трещины (по тем же механизмам, что и паводковые воды), возможно, обмелели топографический профиль долины. Как видно на изображениях Viking и MOC, обтекаемые формы долин Атабаски часто имеют до десяти отдельных слоев, обнаженных в результате более поздней катастрофической эрозии, причем каждый слой имеет толщину до 10 метров. Им часто параллельно идут бороздки высотой до 10 м, выходящие за пределы обтекаемых форм на расстоянии нескольких сотен метров. Эти бороздки интерпретируются как осадочные, и по размерам они соответствуют аналогичным особенностям, наблюдаемым в Каналированных Скаблендах штата Вашингтон.

В поддержку гипотезы мегазатопления некоторые авторы интерпретировали плитчатые и грядовые рельефы (описываемые другими как характерные текстуры лавы) как реликтовые участки нижележащей формации Медузы-ямки , которые были эксгумированы эоловыми процессами .

Исследователи, которые поддерживают гипотезу мегазатопления, обычно отдают предпочтение гипотезе, полученной из глубокозалегающих подземных резервуаров. Основываясь на гидрологическом моделировании, некоторые авторы отметили, что не существует других механизмов, основанных на воде, включая гравитационно-контролируемый поток грунтовых вод или магматическое таяние подземного льда, которые могли бы объяснить объем воды, необходимый для образования долины Атабаска. Поскольку нет никаких свидетельств приповерхностного опускания , предполагается, что этот источник-резервуар расположен глубоко под землей.

Однако жизнеспособность этой глубоководной модели формирования долины Атабаска также подвергалась сомнению с точки зрения гидрологического моделирования: различные исследователи отмечают, что для региона ниже ямы Цербера потребуется полностью насыщенный, чрезвычайно глубокий и активно пополняемый резервуар. воды, сохраненной под неповрежденной криосферой – хранящейся в водоносных горизонтах с большей пористостью , чем та, которая обычно наблюдается в наземных условиях. Однако некоторые авторы утверждают, что требование неправдоподобно высокой пористости можно было бы упустить из виду, если бы чрезвычайно высокие поровые давления создавались тектонической активностью, связанной с одновременными образованиями поднятий Элизиум и Тарсис , вероятно, из-за эффектов разломов растяжения. Если бы напряжения растяжения постепенно накапливались в окрестностях ямки Цербера, любая тектоническая активность ослабила бы это напряжение растяжения, вызывая относительное сжатие, которое создало бы давление в резервуаре. Однако близлежащее обвалование приведет к добавлению большого количества материала в окрестности резервуара, сжимая его и быстро создавая в нем давление. Любые разрывы и разломы, связанные с этой тектонической активностью, проникнут в вышележащую криосферу (на сухом и холодном амазонском Марсе); Чтобы компенсировать его давление, пластовые флюиды будут вытесняться вверх через трещину, образуя морфологию каналов оттока, наблюдаемую на поверхности. Эта интерпретация оспаривалась с встречными утверждениями о том, что обвалование или трещиноватость растяжения, которые образовали ямки Цербера, должны были бы равномерно прорвать всю толстую защитную криосферу, чтобы позволить грунтовым водам выйти в достаточных количествах, чтобы гидродинамически удовлетворить сценарий формирования меганаводнения в долине Атабаска. .

Гипотеза образования лавовых потоков малой вязкости

Другие авторы отметили, что некоторые морфологические особенности долины Атабаска не соответствуют гипотезе меганаводнения, основываясь на визуальных данных с очень высоким разрешением, собранных с помощью камеры HiRISE . На мезомасштабе дно долины остается относительно неэродированным по сравнению с другими марсианскими каналами оттока и каналами Канальных Скаблендов. Дно долины характеризуется перекрывающимися фронтами, которые становятся все моложе по направлению к ямкам Цербера, концентрически окружая жерло трещины; эта морфология была интерпретирована как серия последовательных потоков лавы, извергающихся из ямок ниже по течению, прежде чем впасть в бассейн Цербера Палуса. Эти предполагаемые потоки имеют ребристую и полигональную текстуру, которая согласуется с происхождением лавы, что соответственно наводит на мысль о ситуациях, когда лава начала скапливаться и когда затвердевшая поверхность лавы разрушалась, когда подстилающая расплавленная порода продолжала течь. В этой интерпретации обтекаемые островообразные формы интерпретируются как показывающие высокое положение (где уровень лавы достиг максимальной высоты) до дренажа и скопления расплавленного материала вниз по течению в Цербер Палус. Некоторые авторы интерпретируют, что почти вся поверхность дна долины Атабаска морфологически параллельна пачке Роза базальта Ванапум, подразделения в группе базальтов реки Колумбия на северо-западе Америки; эти исследователи предполагают, что весь этаж отложился в результате одного извержения, а лавы в этом районе отложились турбулентно в результате наводнения.

Лава течет вниз по течению от долины Атабаска в Цербер Палус на этом изображении HiRISE. На этом изображении видны предполагаемые клубки лавы , их диаметр составляет несколько метров.

Некоторые авторы отметили серию крупных трещиноватых плит шириной в несколько километров, которые появляются к юго-западу от впадения долины Атабаски в область равнин Цербера Палуса. Некоторые авторы интерпретировали эти особенности как аналогичные плотам лавы, выброшенным вниз по течению из системы Долины Атабаски во время ее формирования. Такие плоты наблюдались в Пахохо лавах на Гавайях , которые застаивались, образуя поверхность, которая затвердевает, а затем трескается. Газ выходит из лавы по периферии получившихся многоугольников, разрушая их края и вызывая вздутие центров многоугольников. Характерными для таких особенностей являются клубки лавы , в которых две жидкости с разной скоростью и/или плотностью обтекают друг друга и вызывают нестабильность Кельвина-Гельмгольца . Хотя ледяные плоты могут проявляться в виде плит одинакового размера, формы и распределения, не существует известных ледниковых механизмов, которые могли бы создавать спиральную морфологию, наблюдаемую ниже по течению от долины Атабаска.

Противники гипотезы потока лавы исторически отмечали, что дно долины долины Атабаска морфологически не напоминало неэродированную поверхность лавы (как видно на камере среднего разрешения Mars Orbiter Camera низкого разрешения). (MOC) и лазерном альтиметре Mars Orbiter (MOLA)), и (вместе со всеми каналами центральной Elysium Planitia) не очень напоминает ни одну из лавовых поверхностей, аналогично расположенных на Земле. В земных условиях лавовая эрозия встречается крайне редко и происходит только тогда, когда горячая лава концентрируется в узкой области (например, в изолированной лавовой трубке ) и стекает по крутому склону. Эти условия несовместимы с наблюдаемыми условиями в долине Атабаска и других каналах оттока в этом регионе.

Гипотеза энгляциального и надледникового потока лавы

Некоторые авторы предположили, что сочетание механизмов может удовлетворительно объяснить происхождение системы долины Атабаска, а именно, крупномасштабное размещение потоков лавы с низкой вязкостью поверх ранее существовавших ледников. Помимо взаимодействия со льдом, считается, что этот крупномасштабный изверженный вулкан с низкой вязкостью сформировал до трети современной поверхности Марса и аналогичен крупным изверженным провинциям Земли (LIP). Считается, что отдельные периоды вулканической активности, составляющие современный регион Elysium Planitia, длились до 1 миллиона лет, при этом скальные породы в окрестностях долин Атабаски потенциально отлагались в течение нескольких недель или месяцев. Учитывая наклон Марса в этой части Амазонки, была выдвинута гипотеза, что ледники, вероятно, активно накапливались в этом районе Elysium Planitia в то же время, что и в этот период вулканизма.

Сторонники гипотезы мегапотопа отмечают, что обтекаемые формы, наблюдаемые в долинах Атабаски, несовместимы с ледниковой гипотезой. Вряд ли это будут друмлины , которые имеют обтекаемую форму и каплевидную форму во всех трех измерениях. В долинах Атабаски многие реликтовые элементы (в том числе края кратеров) до сих пор появляются на вершинах обтекаемых форм. Поскольку марсианская гравитация слабее, марсианские ледники должны быть намного толще, чем их земные аналоги, чтобы преодолеть силы трения у основания и начать течь (оценочная толщина до 4–5 км); такие теоретические ледники покрывали бы такие формы рельефа.

Геоморфологические особенности спорной интерпретации

Кольцевые формы рельефа

Конусы в долине Атабаска, вид HiRISE. Конусы большего размера на верхнем изображении образовались, когда вода/пар пробивалась через более толстый слой лавы. Разница между самой высокой высотой (красный) и самой низкой (темно-синий) составляет 170 м (558 футов).

Дно долины Атабаски усеяно тысячами маленьких конусов и колец, которые существуют только на геоморфной единице дна долины. На них ссылаются некоторые авторы как кольцевые формы рельефа (RML) . Поскольку распределение этих форм рельефа совпадает с этой единицей пола, считается, что они указывают на поверхностные процессы, которые сформировали систему долин. В Долинах Атабаски существует по крайней мере два разных набора этих конусов, из которых у некоторых есть следы, а у других нет. Некоторые исследователи предположили, что конусы со следами образовались хронологически раньше, чем конусы без следов. В литературе предлагаются различные интерпретации формирования этих особенностей. Эти конусы встречаются с одиночными жерлами («одиночные конусы»), с более мелкими конусами внутри их («двойные конусы», которые наблюдались только в долинах Атабаски, очень близко к трещине Цербера), а также с множественными конусами внутри. отверстие большего конуса (называемое некоторыми исследователями « шишками плодов лотоса »). Иногда РМЛ также окружены радиальными следами гораздо меньших по размеру конусообразных насыпей. Морфологии RML «двойной» и «плод лотоса» сосредоточены на более плоских участках русла возле ямок Цербера и обычно выровнены параллельно направлению катастрофических потоков, образовавших долину.

Гипотеза о том, что долины Атабаски были сформированы потоком лавы, предполагает, что эти RML на самом деле представляют собой конусы без корней , которые образуются фреатомагматически, когда пар выбрасывается через затвердевающий поток лавы. RML по размеру и форме очень напоминают шишки без корней, которые аналогичным образом наблюдались в Исландии , и, в частности, отсутствуют явные признаки наличия экструзивного материала вокруг шишек. Некоторые сторонники гипотезы образования наводнений в долинах Атабаска предполагают, что воды мегапаводка могли пропитать почву, по которой позже могла течь лава, вызывая фреатомагматический эффект, поскольку они, по-видимому, образовались в впадинах, где вода могла бы собираться в пруд. Поскольку водяной лед не был стабильным в этом регионе Марса во время амазонского периода, потоки лавы, образовавшие эти лишенные корней конусы, должны были достичь водоемов очень скоро после возникновения меганаводнения. Противники этой гипотезы отмечают, что особенности рвов, окружающих многие курганы, не типичны для наземных бескорневых шишек.

Если RML долины Атабаски представляют собой пинго , это убедительно свидетельствует о том, что дно долины представляет собой некоторая комбинация отложений и льда. Конические формы рельефа, наблюдаемые в системе долин, имеют три характерные формы: круглые холмы, холмы с большими центральными вершинами и плоские впадины неправильной формы. Как видно из данных THEMIS , эти морфологии по размеру и форме соответствуют различным стадиям жизненного цикла пинго, наблюдаемым на Земле в субъекте Российской Федерации Якутия и на полуострове Туктояктук на Северо-Западных территориях Канады . Наземные пинго формируются на поднятии котловины дренирующего талого озера . Внезапное воздействие на тающую вечную мерзлоту условий замерзания вызывает подъем по мере увеличения содержания воды в насыщенном грунте (что приводит к образованию наблюдаемых круглых насыпей). По мере продолжения этого подъема вблизи вершины насыпи образуются трещины растяжения, обнажающие ледяное ядро ​​насыпи, которое теряет массу либо из-за таяния, либо из-за сублимации . В конце концов, ядро ​​становится нестабильным и разрушается (образуя изрытые холмики, называемые некоторыми авторами « шрамами пинго »). "). Если пинго образовалось над устойчивой линзой грунтовых вод, это обрушение может привести к извержению источника воды с избыточным давлением в виде родника . Это вызывает полное разрушение пинго и образование впадины (третье упомянутое явление неправильной формы с плоской морфологией). ). Многие курганы долины Атабаска окружены рвами, что является особенностью пинго, наблюдаемых в аналоге Туктояктука. Плотное распределение и неправильная, переплетающаяся форма насыпей в этой области также являются общими характеристиками, наблюдаемыми на наземных полях пинго.

С другой стороны, некоторые исследователи также предположили, что RML Долины Атабаски образовались как летучие вещества, бурно дегазированные из потоков наносов, которыми они были унесены, образуя то, что в литературе называется «криофреатическими конусами». Другие авторы предложили RML для обозначения озер-котлов, образовавшихся из отложенных ледяных глыб. Эта интерпретация согласуется с гипотезой о том, что долины Атабаски образовались в результате эрозионного воздействия подвижного ледника.

История наблюдений

До 2000 года

Современные Планиция Элизиум (включая Долины Атабаски) и Возвышение Элизиум были впервые тщательно нанесены на карту в 1970-х и 1980-х годах с использованием орбитальных изображений программы «Викинг» . Первые геофизические и тектонические интерпретации этого региона были предложены в 1980-х годах различными авторами.

В 1990 году Джеффри Б. Плешиа из Лаборатории реактивного движения был одним из первых, кто подробно изучил происхождение центральной части Elysium Planitia; на момент публикации он неофициально называл этот регион «Равнинами Цербера» и был первым, кто критически рассмотрел гипотезу о том, что этот регион в значительной степени сформировался в результате извержения лавы паводка с низкой вязкостью. Эта гипотеза – среди других вулкано-эоловых и осадочных гипотез – в конечном итоге получила широкое признание в сообществе марсианских планетарных геологов. Плесция наблюдала каналы оттока Elysium Planitia, отмечая наличие обтекаемых островов, но подчеркивала отсутствие анастомозов регионального масштаба в его каналах, отличая их морфологически от каналов региона вокруг Хриса . Он предположил, что обтекаемые острова указывают на реликтовое дно коренных пород, которое предшествовало образованию вулканических «Равнин Цербера», и что характерные каналы, соединяющие каналы Хриса, были погребены под потоками паводковой лавы.

Дэвид Х. Скотт и Мэри Дж. Чепмен из Геологической службы США опубликовали исследование Elysium Planitia в 1991 году, включая обновленную геологическую карту региона, предполагая, что Elysium Planitia была бассейном, в котором находилось палеоозеро, интерпретируя особенности того, что они назвали «бассейн Элизиума» как осадочный по своему происхождению.

В 1992 году Джон К. Хармон, Майкл П. Зульцер, Филип Дж. Периллат (из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико ) и Джон Ф. Чендлер (из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики недалеко от Бостона , штат Массачусетс ) сообщили о создании крупных Карты радиолокационной отражаемости в масштабе, составленные на поверхности Марса, когда Марс и Земля находились в противостоянии в 1990 году. Было обнаружено, что сильные деполяризованные эхо-сигналы совпадают с ландшафтами, которые интерпретируются как вулканические по происхождению на поверхности Марса. Эти сигнатуры также пространственно очень близко совпадали с предполагаемой единицей вулканического потока, о которой сообщил Джеффри Плешиа в 1990 году, включая дно долины Атабаска, что побудило исследователей поддержать вулканическую гипотезу Плешии.

На семинаре НАСА в 1998 году в Исследовательском центре Эймса недалеко от Сан-Хосе , Калифорния , Джеймс У. Райс и Дэвид Х. Скотт (из Эймса и Геологической службы США соответственно) сузили круг кандидатов на 11 мест посадки для ныне отмененного NASA Mars Surveyor. миссия. Elysium Planitia была одним из выбранных мест, а предполагаемое гидротермальное происхождение долины Атабаска было основной мотивацией для предложения места посадки Elysium.

Начало 2000-х

2002

В 2002 году Дэниел К. Берман и Уильям К. Хартманн из Института планетарных наук сравнили первоначальные данные миссии «Викинг» с более поздними данными более высокого разрешения, полученными с Mars Global Surveyor , соответствующим образом обновив и бросив вызов предыдущим интерпретациям. В частности, они нашли даты возраста кратеров для долины Марте и долины Атабаска. Оценки возраста, установленные для дна долины Атабаска, предполагают, что верхний предел возраста составляет 20 млн лет назад и является результатом повторяющихся наводнений в разное время. Предполагается, что возраст дна долины на несколько десятков миллионов лет моложе, чем окружающие равнины. Используя новые данные MGS, авторы подтвердили первоначальные гипотезы эпохи викингов о том, что как вода, так и лавовые образования, формирующие долины Атабаски, могли в разное время извергаться из трещин ямок Цербера, хотя с тех пор диагностические морфологические признаки были наложены более поздними геологическими событиями в долине Цербера. ямки. В ходе исследования также были изучены потенциальные источники воды, которая, как полагают, образовала долины Атабаски, исходя из того, что чрезвычайно глубокий резервуар воды с некоторым защитным слоем был необходим для концентрации истечения жидкого вещества через узкую систему ямок Цербера и для задержки оттока воды. до столь поздней части Амазонии. Пополнение водоносного горизонта за счет осадков, перенос воды на большие расстояния в реголите с высокогорья, локальное захоронение ледникового льда под вулканическими породами и пополнение атмосферы посредством конденсации - все это предлагалось как возможные, но неопределенные объяснения.

Обзор был опубликован одновременно Девоном Берром, Дженнифер Гриер , Альфредом МакИвеном и Ласло Кестхейи (из Университета Аризоны и Университета штата Аризона ), также с использованием недавно опубликованных данных MGS (MOC и MOLA). Авторы критически сравнили морфологию, наблюдаемую в системе долины Атабаска, с морфологией Канализованных Скаблендов штата Вашингтон и предоставили подробное описание геоморфологических особенностей в системе долин. Авторы предпочитали прежде всего гидрологическое объяснение долины Атабаска и других региональных каналов оттока, оспаривая современные гипотезы, касающиеся потока лавы и ледников, из-за отчетливо морфологии, подобной канализированной Скабленду, наблюдаемой во всех долинах.

Также в 2002 году Девон М. Берр, Альфред С. МакИвен (Университет Аризоны) и Сьюзен Э. Х. Сакимото ( Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде ) сообщили о наличии обтекаемых форм и продольных борозд ниже по течению от ямок Цербера на дне долины Долины Атабаски как морфологии, подтверждающие гипотезу о меганаводнениях, приведших к образованию долины. Авторы предсказали, что эта паводковая вода, вероятно, проникла в потоки свежей лавы ниже по течению в Цербер Палус, предполагая, что сохранившиеся отложения льда могут оставаться там погребенными. Авторы обсуждали эти ледяные отложения как средство НАСА, возможно, способное облегчить будущую высадку экспедиции на Марс.

2003

В 2003 году Девон М. Берр из Университета Аризоны опубликовал еще один отчет, в котором суммировались результаты гидрологической модели долины Атабаска, призванной обновить старые модели канала оттока новыми топографическими данными MOLA с более высоким разрешением и с использованием ступенчатого метода. модель подпора . Сначала Берр отметила, что существуют области, в которых, согласно ее моделированию, вода может реально скапливаться вокруг препятствий на дне Долины Атабаски, таких как края кратеров. Она предположила, что, когда произойдут более поздние вспышки Цербера, они уничтожат эти затопленные отложения, за исключением вихревых областей за препятствиями. Она предложила это как новую модель, согласно которой в системе долин, вероятно, сформировались обтекаемые формы.

В 2003 году Девон М. Берр опубликовала докторскую диссертацию, выполненную под руководством ее руководителя Виктора Р. Бейкера в Университете Аризоны , в которой охарактеризованы каналы оттока Elysium Planitia , включая Долины Атабаски. Это включало оценку ландшафта в центральной части Elysium Planitia с использованием данных MOC и MOLA, а также разработку модели ступенчатой ​​подпорки для гидрологического моделирования оттока в верховьях долины Атабаска. Результаты ее исследования отражены в трех рецензируемых публикациях, каждая из которых, по крайней мере частично, посвящена темам долины Атабаски. В своих исследованиях она уточнила хронологические отношения между образованиями Долин Атабаски, Долин Грёта и Долин Марте. Она не смогла определить точный механизм, посредством которого паводковые воды могли катастрофически выйти из ямок Цербера, но решительно отдавала предпочтение паводковым водам как механизму формирования всех трёх каналов.

В 2003 году Стефани К. Вернер и Герхард Нойкум из Свободного университета Берлина и Стефан ван Гасселт из Немецкого аэрокосмического центра (DLR) подтвердили более ранние даты возраста кратеров, установленные в 2001 году Берманом и Хартманном, используя данные MGS (MOC и МОЛА). Исследователи утверждали, что долина старше, чем считалось ранее, отмечая наличие отложений затопления за пределами долины Атабаска, датируемых еще 1,6 млрд лет назад. Авторы интерпретировали систему долин как испытавшую геологическую активность в течение очень длительного периода время, при этом вулканическая активность (последнее время до 3 млн лет назад) преобладала в новейшей истории системы долин. Авторы высказались за выбор Долины Атабаски в качестве выбранного места посадки для миссии Mars Exploration Rover (более известной публике как Spirit и Opportunity ).

2004-2005 гг.

В 2004 году Росс А. Бейер опубликовал свою диссертацию под руководством консультанта Альфреда МакИвена в Университете Аризоны. В своей диссертации, среди других тем, он изобрел новый метод точечной фотоклинометрии , используемый для оценки шероховатости поверхности потенциальных эллипсов НАСА мест посадки марсоходов (Spirit и Opportunity). Используя этот метод для характеристики наклонов поверхности, Бейер смог определить, насколько опасна каждая конкретная посадочная площадка, предоставив информацию тем, кто обсуждает жизнеспособность площадок на семинарах по посадочным площадкам. Участок Атабаска-Вальес был среди тех, на которых Бейер применил свой метод фотоклинометрии.

В 2005 году Джеффри К. Ханна и Роджер Дж. Филлипс из Вашингтонского университета в Сент-Луисе изучили механизмы, с помощью которых Атабаска и Мангала могли образоваться системы каналов оттока в долинах , учитывая их очевидное происхождение из трещин (соответственно, Cerberus Fossae и Cerberus Fossae и Мемнония ямочная ). Они предположили, что тектоническое избыточное давление может реально компенсировать неправдоподобно высокую пористость, необходимую для объяснения смоделированных объемов паводковых вод, наблюдаемых в обоих регионах, и численно смоделировали поля напряжений и смещения на глубине каждой исходной ямки. Модели были созданы в случае, когда обваловка была задействована в выпуске паводковых вод из находящегося под давлением резервуара, или в случае постепенной тектонической активности растяжения.

Также в 2005 году Альфред МакИвен и его коллеги из Университета Аризоны (в сотрудничестве с другими, в том числе Мэтью П. Голомбеком из Лаборатории реактивного движения , Девоном Берром из Геологической службы США и Филипом Кристенсеном из Университета штата Аризона) сообщили их характеристика кратера Зунил — большого лучистого кратера в окрестностях долины Атабаска — и связанных с ним вторичных кратеров. Лучи кратера были нанесены на карту с использованием данных MOC и THEMIS. Исследователи отметили, что почти 80% вторичных кратеров, нанесенных на карту внутри долины Атабаска, вероятно, возникли из Зунила. Отметив, что Зунил пересекает сохранившееся дно долины Атабаски, авторы определили возраст системы между 1,5 и 200 млн лет назад. Это ограничение было частично сделано на основе утверждения авторов о том, что Зунил является сильным кандидатом на источник шерготтитовых метеоритов , которые представляют собой базальты марсианского происхождения, которые были найдены и проанализированы на Земле.

Конец 2000-х

В 2006 году Дэвид П. Пейдж и Джон Б. Мюррей из Открытого университета оспорили интерпретацию изрытых курганов в дистальной части долины Атабаски как конусов без корней, предложив глубокую характеристику структур изрытых курганов в системе долин, когда интерпретируется как пинго. Пейдж и Мюррей выступили против гипотезы о том, что вулканизм мог объяснить формирование системы долины Атабаска.

В 2007 году Винди Л. Джегер, Лазло П. Кестхейи, Альфред МакИвен, Патрик С. Рассел и Колин С. Дандас (Университет Аризоны) исследовали изображения с очень высоким разрешением, полученные с помощью HiRISE , и провели переоценку более ранних интерпретаций системы Долины Атабаски в свете новые доступные данные. Исследователи обнаружили, что все наводнения в Долинах Атабаски покрыты потоками лавы, и пришли к выводу, что долина, скорее всего, была образована не паводковыми водами, а низковязкой лавой, извергающейся из ямок Цербера. Они переосмыслили все предполагаемые ледниковые особенности, наблюдаемые как в Долинах Атабаски, так и ниже по течению в Цербер Палус, как вулканические по своей природе, что напрямую бросает вызов перигляциальной гипотезе, выдвинутой Дэвидом Пейджем и его коллегами. Дэвид Пейдж в более поздней публикации прямо оспорил вулканические интерпретации авторов изрытых курганов и полигональных ландшафтов, отметив, что иногда обнаруживается, что эти особенности накладываются на ударные кратеры . Вулканическая интерпретация не допускает такого более позднего выхода на поверхность. Пейдж раскритиковал исследователей за то, что они выбрали наблюдения, соответствующие их гипотезе. Авторы ответили на критику Пейджа, указав, что вторичные ударные кратеры не всегда достаточно энергичны, чтобы полностью стереть ранее существовавшие формы рельефа, и что его утверждения о полигональном рельефе аналогичны области Elysium Planitia, которая находится очень далеко и структурно отличается. из полигонов, наблюдаемых в долине Атабаски. Джегер и ее коллеги также отметили интерпретации GRS, SHARAD и CRISM, убедительно свидетельствующие о том, что водяной лед не был основной силой, изменяющей геологическую историю долины Атабаски.

В 2009 году Дэвид П. Пейдж, Мэтью Р. Бальм и Моника М. Грейди (из Открытого университета ) переосмыслили широко распространенную текстуру полигональных равнин, охватывающую большую часть Elysium Planitia и Amazonis Planitia, как не имеющую вулканического происхождения, совпадающую с формированием равнин. , а как прогрессивное вскрытие поверхности, связанное с ледниковыми процессами, по аналогии с явлениями, наблюдавшимися по всей Земле и относящимися к последнему ледниковому максимуму . Наблюдается, что эта полигональная местность перекрывает практически все ударные кратеры в этом регионе и, как полагают (согласно сравнительному подсчету кратеров), стерла многие ранее существовавшие кратеры. Если равнины Elysium Planitia активно обновляются, это ставит под сомнение более ранние оценки возраста, основанные на подсчете кратеров, по всему региону, причем отдельные подсчеты на дне долины долины Атабаска (сравнивая полигонизированные ландшафты с неполигонизированными ландшафтами), возможно, ошибочны, поскольку в 40 раз моложе, чем первоначально предполагалось. Авторы далее утверждают, что развитие полигональных ландшафтов к термокарстовым ландшафтам и морфологии пинго предполагает (по аналогии с земными условиями) более умеренный климат в позднем амазонском периоде.

В 2009 году Джойс Веттерлейн и Джеральд П. Робертс из Лондонского университета в Англии сообщили о наличии разломов растяжения у южной части ям Цербера, сквозных морфологий, приписываемых как каналу оттока, так и последующему лавовому покрову. Авторы отметили, что эти разломы, вероятно, являются новейшими геологическими образованиями в регионах Цербер Фосса и Долины Атабаски. Альтиметрические данные MOLA использовались для определения смещения разлома и броска грабена , а HiRISE и THEMIS использовались для обеспечения контекста. Это опускание было решительно приписано разломам, а не локальному коллапсу криосферы ; авторы затем отметили, что топография ямок Цербера сама по себе не может быть использована для определения объема жидкости, образовавшей Долины Атабаски.

2010-е годы

Исследователи из Геологической службы США (в том числе Винди Джагер, Лазло Кестхейи и Джеймс А. Скиннер ) и Альфред МакИвен (Университет Аризоны) опубликовали в 2010 году исследование с использованием данных HiRISE и CTX с высоким разрешением для картирования паводковых лав в долинах Атабаски. область. Было обнаружено, что площадь этого образования лавы примерно равна размеру американского штата Орегон . Спектральные данные CRISM были использованы для подтверждения состава геоморфических единиц, нанесенных на карту в ходе этих усилий, и подтвердили более ранние крупномасштабные утверждения с использованием спектральных данных GRS о том, что дно долины Атабаска в значительной степени имеет ультраосновной и основной состав. Эта работа переориентировала первоначальные выводы исследователей 2007 года о том, что слой лавы покрыл все дно долины Атабаска, предполагая, что этот слой лавы отложился турбулентно в результате одного извержения в течение нескольких недель. Это будет первый случай турбулентного отложения паводковой лавы, зарегистрированный где-либо в Солнечной системе. Четыре геоморфические карты долины Атабаски в масштабе 1:500 тыс. должны были быть созданы с использованием данных CTX и HiRISE, но финансирование закончилось, и вместо этого результаты картографических работ были включены в исследование Jaeger et al . 2010 года . Позже была профинансирована единая карта с разрешением 1:1M, чтобы завершить этот четырехугольник, а реферат был опубликован для собрания планетарных геологических картографов во Флагстаффе , штат Аризона , в 2018 году.

В 2012 году Эндрю Дж. Райан и Фил Кристенсен (из Университета штата Аризона) наблюдали наличие лавовых спиралевидных структур на сломанных плитах непосредственно ниже по течению от долины Атабаска. Эти особенности очень напоминают характеристики потоков пахоэхо на Гавайях, что подтверждает гипотезу образования канала оттока из лавы низкой вязкости.

В 2015 году Рина Ногучи и Кей Курита из Токийского университета попытались примирить продолжающиеся разногласия по поводу происхождения форм рельефа в виде кольцевых холмов, оценив пространственное распределение и уникальную морфологию различных типов RML, присутствующих в долине. Исследователи выделили признаки по количеству и расположению отверстий шишек: одиночные шишки, концентрические двойные шишки и « шишки с плодами лотоса », у которых внутри рва более двух шишек). Двойные шишки и шишки с плодами лотоса, описанные авторами, были аналогичны бескорневым шишкам Миватна на севере Исландии , отметив, что у них отсутствуют наклоны и растяжимые трещины на вершине, характерные для наземных пинго.

В 2018 году Джеймс Кассанелли (аспирант Джеймса У. Хэда , оба из Университета Брауна ) предположил, что за наблюдаемую геоморфологию ответственны крупные взаимодействия регионального масштаба между ледниками в центральной части Elysium Planitia и активное формирование потоков лавы, составляющих равнины. в долинах Атабаски и других центральных Елисейских каналах оттока.

Также в 2018 году сотрудничество итальянских, немецких и французских исследователей, включая Барбару де Тоффоли, разработало и утвердило инструмент фрактального анализа, предназначенный для сопоставления марсианских курганоподобных структур с соответствующими региональными зонами разломов, чтобы предсказать размеры их исходных резервуаров. Среди объектов, выбранных для анализа, исследователи изучили предполагаемых пинго в долине Атабаска по данным HiRISE, которые сравнили с наземными аналогами в регионе российской Колымской низменности .