2019-10-09 23:25:01
对海底峡谷的全球分析可能会阐明火星景观

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海底峡谷是地球上的最后一个边界。在海洋深处隐藏着成千上万种令人叹为观止的地质特征,但科学家们对火星表面的高分辨率图像比对地球海底的分辨率更高。

为了揭示这些神秘的水下特征,斯坦福大学的研究人员分析了来自海底数据在线存储库中的全球图像集合。他们发现,海底峡谷的形成与陆上峡谷的形成方式相似,但与穿越我们广阔山脉的陆基沟壑根本不同。这项研究于9月25日在线发表在《地质学》上。

“人们会说,'哦,好的,两个系统之间没有真正的区别,因为最终,河流和沉积物重力流在流动,它们只是在做同样的事情,'”主要作者斯蒂芬·多布斯(Stephen Dobbs),博士学位。地质科学候选人。 “事实证明不一定如此。”

研究人员分析了多束声纳数据,这些数据是由位于海床上方的船只或小型水下航行器收集的,这些数据发送了声纳波,用于制作海底地图。他们从开放源代码在线存储库“全球多分辨率地形综合”中获取了研究数据。多布斯说,发现水下峡谷和地上峡谷之间的差异令人惊讶,因为在地图上,不能将水下9000英尺的地层与离地面9000英尺的峡谷区分开。

多布斯说:“当您从纯粹的定性角度看时(当您只看地图时),它们看起来非常相似。” “我们需要使用定量方法来实际测试这些系统是否不同。”

科学家发现了海底峡谷的形状和轮廓上的差异。在陆地上,大型洪水事件或滑坡通常会触发峡谷形状的重大变化。在水下,关于海底峡谷形成过程的研究假设是由于极端陡峭,地震活动或冬季暴风雨造成的周期性滑坡,这些降雨使大量的沉积物从浅大陆架中漏出。

多布斯说:“这都是前沿,我们实际上不知道这些事情的答案。” “现在我们拥有所有这些测量值,我们可以更恰当地研究导致这些形成的原因。”

从课堂到同行评审

由学生主导的研究源于2018年春季举行的探索海底峡谷的研究生研讨会。这次座谈会汇集了来自两个不同实验室的研究生-地质科学教授Don Lowe和Stephan Graham。这项研究由地质科学教授乔治·希利(George Hilley)和地质科学兼职教授蒂姆·麦克哈格(Tim McHargue)共同指导,他们都是斯坦福地球大学沉积学研究小组的成员,与洛(Lowe)和格雷厄姆(Graham)一起。

希利说,大多数人没有意识到载有泥沙的水会侵蚀海底,更不用说这些水流的雕刻特征比蒙特雷海岸的大峡谷还要深。由于近年来已收集了许多高分辨率图像,因此,教师们知道应该有可能对大量水下特征进行分析。

希利说:“我们将研讨会作为回答这些密度流所产生的形态与河流所产生的形态是否具有本质特征的工具。”“通过使用真实数据提出这些问题,每个人都学会了如何制定假设并使用复杂的数据分析来伪造它们。”

尽管该项目偏离了研究生的主要研究项目,但多布斯说,他对小组在追求这个新主题的一年中所取得的成就感到高兴。

申请火星?

多布斯说,他对使用这些方法不仅了解地球上的地质而且对其他行星上的地质的前景感到兴奋。例如,它可以帮助研究人员了解火星景观,这些特征可能与地球峡谷具有相似之处。该研究还与海洋相关行业有关,包括通信公司(其数据电缆可能会因海底峡谷中的事件而被切断),以及海上能源以及石油和天然气运营。

多布斯说:“这些事情对地球系统产生了巨大的影响,从根本上说,人们根本不了解它们。”“我们现在才能够在严格的地貌意义上对它们进行实际测量,并由此推断出它们是如何形成的,以及它们如何影响我们的系统和循环。”

Dobbs计划继续使用该数据集,以了解有关海底峡谷形成和行为的更多信息。

他说:“对我来说令人兴奋的是,尽管我热爱野外工作,但我们可以使用非常简单的工具从字面上发现新事物,这些工具可供公众使用和开放使用。”

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