香港 - Media OutReach Newswire - 2024 年 2 月 20 日 - 火山常見於太陽系固態行星表面，形成于行星殼內的岩漿活動。 在地球上，火山活動主要由與板塊構造相關的熱量和地殼迴圈所驅動;但火星缺乏板塊構造，因此火山活動的驅動機制尚不完全清楚。

圖中顯示火星上Eridania地區複雜的地質構造與火山沉積物。 地形數據與紅外線影像相結合，暖色表示離地面較高的地形特徵。 圖片來源：NASA/Mars Odyssey/HRSC。

最近，香港大學（港大）地球科學系行星地質學家Joseph MICHALSKI教授在其最新的研究中揭示了有關火山活動的突破性見解。 他提出火星的火山樣式比過去的認知更為多樣，併發現火山活動主要由垂直構造驅動的早期火星殼層迴圈所控制。 這項研究結果已于近日在科學期刊《自然天文學（Nature Astronomy）》上發表，揭示了早期火星殼層的性質，對理解火星和早期地球殼層迴圈具有重要意義。

在過去，科學界普遍認為火星上只有類似地球夏威夷上的大型盾狀火山。 然而，在此之前，人們並不知道火星與地球一樣，同樣具有由地殼重熔迴圈所形成的多樣化、爆烈式火山。 Michalski教授及其國際團隊的研究發現，古老火星殼層存在大量形態各異的火山，他解釋道：“行星地質學家研究火星火山已經數十年，但大部分的火星火山都被解釋為大型玄武質盾狀火山，類似地球上的夏威夷火山。” 他續説：“在這項研究中，我們展示了早期火星殼層具有許多其他類型的火山，例如熔岩穹丘、複式火山、破火山口和大型火山灰質盾狀火山。 此外，通常認為火星殼層主要由玄武岩組成，其二氧化硅的含量較低，並幾乎沒有經歷殼層演化;但我們的研究卻發現，火山物質裏的二氧化硅含量很高，這意味著它們來自不為人知的複雜岩漿演化過程。”

論文表明，在古老火星上發生了強烈的火山活動，導致殼層物質坍塌進入火幔，這些岩石經過重熔後産生了富含二氧化硅的岩漿。 這一垂直構造活動很可能在早期地球（在約30億年前的太古代）上也發生過，但地球上那一時期的岩石被後來活躍的板塊運動淹沒，所以我們不能在地球上清晰地蒐集相關的證據。

相比之下，火星同樣存在火山活動，但由於缺乏明顯的板塊構造，火山活動的過程和特徵在火星上可能得到了更好的保存。 因此，研究火星的火山活動不但有助揭示這顆紅色星球早期地殼迴圈的奧秘，亦對研究遠古地球火山活動提供重要的參考和比較。

Michalski教授説：“火星完好地記錄了星球早期地質過程及演化，不僅可以幫助我們理解火星本身，而且可以幫助我們解決地球上關鍵的地質謎題。 火星的火山活動比之前認為的更加複雜和多樣。”

港大地球科學系講座教授趙國春認為這研究是一個重大的發現，他説：「它揭示了地殼迴圈不僅可以在以水準運動為主的板塊構造樣式中産生，也可以在以垂直運動為主的前板塊構造樣式中産生。 這一發現有助於地質學家解決地球上長期存在、與地殼起源相關的爭議。 」

有關Joseph Michalski教授的資料

Joseph Michalski教授是港大地球科學系教授，也是港大太空研究實驗室的副總監。 他與來自國內和美國的研究人員共同進行了這項研究。 他是香港研究資助委員會的研究學者，並在2023年獲得了騰訊科學探索獎。 這項工作由研資局合作研究基金資助。

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來源：信陽日報    | 撰稿：港大太空研究實驗室    | 責編：谷晟    審核：張淵

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