作者:叶孤城 来源:腾讯科技 发布时间:2010-10-7 14:27:15

美国科学家发现火星远古时期海洋和冰山证据


 
据美国太空网报道,近期,美国科学家最新研究显示,远古时期火星表面曾存在着广阔的海洋,并且海水寒冷,存在着大量的冰山。
 
这项最新研究与当前两个主流远古火星气候观点相近,其中一个观点认为远古火星表面寒冷干燥,网状山谷和其它地质特征表明远古时期火星的液态水是由于热量在局限的空间和时间内爆发形成的,并暗示火星无法持续稳定的海洋;另一个观点是远古火星曾温暖潮湿,暗示长期存在可维持生命的湖泊、海洋和降雨量。
 
目前,研究人员发现火星冰山存在的证据,支持第三种火星远古气候的理论——寒冷潮湿的火星,远古火星表面存在部分冰山的海洋,这些冰山如同地球上的冰川和巨型极地冰帽。
 
巨砾和陨坑
 
为了勘测火星的气候历史,科学家聚焦研究底面平坦的普通火星低地,此地形相当于远古海洋底部。然而,美国宇航局火星轨道勘测器高分辨率成像科学研究摄像机(HiRISE)最新勘测结果显示,火星北部平原存在着大量0.5-2米直径的巨砾,以及20多个100-400米直径的陨坑呈链状分布。这些特征很难与深海洋底部的细密纹理沉积物相一致,并对火星存在海洋的理论产生一定的置疑。
 

巨砾和链状陨坑的存在可能是火星海洋冰川携带的岩石碎片所导致的
 
目前,美国宇航局艾姆斯研究中心、对外星智能探索协会的天体物理学家艾伯托-法瑞(Alberto Fairen)和同事们认为,巨砾和链状陨坑的存在可能是火星海洋冰川携带的岩石碎片所导致的,这一现象在地球十分普遍。
 
他们认为火星地势较高的冰川可侵蚀地形,携带运送岩石至海洋表面,伴随着冰川的融化和分解,如同舰队一样的大量冰山形成在冰川边缘。这些冰山在消融、携带的岩石沉积之前,它们在海洋上可漂浮数千公里之遥。
 
在地球上,当冰川刮擦海洋底部时,也会将大量的巨砾沉积到海底,这种现象可以解释为什么火星表面上可观测到巨大的石砾。此外,当冰川在地球海洋中滚动时,它们会在海底形成一连串的凹坑,或许这能够解释观测到的火星低地链状陨坑。
 
证实火山远古曾存在海洋和冰山
 
法瑞指出,如果火星存在大量的冰山,那么就可推测火星表面应当存在广阔的海洋。他在接受记者采访时说:“这种大规模的水域可分布在几个区域性海洋,并形成一个全球性海洋体系。”
 
一些研究人员认为分散的巨砾可能通过一种冰川边缘过程沉积在海底,这种冰川边缘过程发生在冰川边缘。法瑞强调称,然而,像这样的冰川边过程无法科学解释HiRISE摄像机所观测到的巨砾簇。
 
其它研究人员则认为陨坑链可能是由于火山活动形成的,法瑞解释说:“但是我们的分析能够排除这种假设,尤其是所有的陨坑都存在于一个链状结构中,并且在外形和尺寸上具有一致性。这在火山活动中是不可能实现的,只有一种可能是相同的冰山活动所形成的链状陨坑。
 
法瑞补充称,在火星北部平原和赫拉斯盆地(Hellas Basin)可观测到1-5公里长的划痕, 这可能是冰山主体划过海洋底部造成的。他说:“这些划痕是证实火星冰山存在的最有力证据。“目前,法瑞和同事们已将这项研究在2010年天体生物学科学会议上公布。
 
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美国太空网相关报道(英文)

作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2010-9-9 9:39:24

《数学物理通讯》:宇宙大爆炸发生在“绝对”混沌之中

可由数学工具加以检验
 

 
据美国物理学家组织网9月8日(北京时间)报道,美国西北大学物理学家运用严格的数学参数,论证了宇宙在大爆炸及其后的膨胀时期,就已经是高度混乱无序的状态,而且这种混沌并非相对,而应是绝对的。这项研究报告发表在《数学物理通讯》(Communications in Mathematical Physics)上。
 
所谓混沌,原本就是指宇宙未形成之前的混乱状态,中国及古希腊的哲学家和科学家对于宇宙起源持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今我们看到的、有条不紊的状态。而西方自然科学家在长期的探讨后,逐一发现众多自然界中的规律,如人们耳熟能详的万有引力、杠杆原理、广义相对论等。这些自然规律都能用单一的数学工具(如公式)加以描述,并可以依据这些公式准确预测物体的行径。
 
虽然初步研究没能表明,宇宙是由初始状态逐渐聚合为它当前样子的,但研究人员发现一个可能更有趣的事实,那就是:宇宙诞生这件事本身,就是处于混乱之中的。
 
7年前,美国西北大学物理学家阿迪尔森·E·莫特猜想,宇宙在大爆炸以及之后的膨胀时期,或已是混沌的状态。现在,莫特和他的同事认为,这一现象是绝对的且可用数学工具加以检验的。
 
科学家在解释这份新研究报告时称,在物理学中,某些事情是绝对的,比如说光速,其相对于任何真空中的参照物而言都是一样的;其他则是相对的,譬如说救护车鸣笛的音调,其高低取决于听者所在的位置。但也存在一些问题,譬如说,在广义相对论范畴下时间本身是相对的,那宇宙究竟是绝对还是相对的?解决这样的问题要涉及一个物理学长久以来需要确定的因素——系统的演化中“混沌”是绝对的还是相对,即物体不断以某种规则复制前一阶段的运动状态,而产生了无法预测的随机效果,这一现象是否为绝对的?
 
莫特解释称,如果混沌是相对的,正如先前的一些研究表明,关于宇宙的问题根本没有得到回答,因为对不同的参照物而言,结论完全不同,而研究人假设在不同观测者之间有一个“协议”,在广义相对论的范畴下,这个“协议”叫做“相对论不变式”。“从技术上讲,混沌的指标就是‘相对论不变式’”。而数学上的描述同样可解释这一结论:因奇异点(奇异点,指计算步骤表现出函数的不连续或导数不存在特性的点)诱导产生的时间坐标,不受观测者变换的影响。
 
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美国物理学家组织网相关报道(英文)

作者:常丽君 来源:科技日报 发布时间:2010-9-8 9:06:53

地球南北极迅速倒转理论再添新证据

磁极翻转过程或许只需4年

 
地球的磁极倒转大约每20万年发生一次,北极变成南极,南极变成北极。如果科学家构建的地核模型正确的话,整个翻转过程通常也要花上四五千年,不可能倒转得更快。但据美国物理学家组织网9月6日报道,现在科学家再次发现了证据,磁极倒转或只要几年时间就能发生。
 
首次发现地磁场快速倒转的证据是在1995年,美国岩石研究院地质学家斯科特·博格领导的一个研究小组,在俄勒冈州史汀斯山脉发现了保存完好的火山岩。这种熔岩的磁像很不寻常,其磁场改变的速度达到每天6度,比一般岩石要快1万多倍。随着熔岩的冷却,它的磁像被保存在磁性晶体里面。
 
这一奇异熔岩的发现曾引发争议,许多科学家质疑这种快速倒转理论。但现在博格和美国地质调查团成员乔纳森·格莱恩再次找到了证据。他们在内华达州的战役山发现了约1500万年前的古老熔岩。熔岩中保存的记录经鉴定显示,磁场每年移动了53度。熔岩开始变冷,但在一年内它被新的岩浆埋没时,再次变热。岩石中的晶体被新鲜岩浆再次磁化,产生了53度的改变。这意味着磁极交换只要4年多时间就能完成。但博格说,这也表示在稳定运动中的一个迅速加速时期。
 
也有一些地质学家认为,自从上个世纪地球磁场削弱后,极性倒转被推迟了。上一次的持续倒转发生在大约78万年前。不过,即使我们要面对一个超快的倒转,对大部分人来说也并不明显。
 
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