火星索利斯平原熔岩流的年龄、形貌和成分研究：对萨希斯高原火山岩浆作用的启示

Mars is the most similar terrestrial planet to Earth, so study on its volcanism and magmatism can provide insights into ancient volcanic activities on Earth. Tharsis bulge is the largest and longest living Large Igneous Province (LIP) on the surface of Mars. Systematic studies on the chronology, geomorphology and composition of lava flows in Tharsis LIP are rare, but they are critical to understand volcanism and magmatism of Tharsis LIP. Solis Planum is a lava plain in the southeastern part of Tharsis LIP, and we are going to systematically study the eruption time, geomorphologic characteristics and materials composition of lava flows within Solis Planum using recently obtained high resolution imaging (CTX, HiRISE, MOC), topographic (HRSC DTM, HiRISE DTM), thermal imaging (THEMIS) and spectral (THEMIS, CRISM, TES) data. This study will provide direct observations for the volcanism and magmatism of Tharsis LIP and clues to magmatic characteristics and magmatic evolution of Mars. It will also support comparative planetary volcanology study.

火星是类地行星中和地球最为相似的天体，对其火山岩浆作用的研究可以为探索地球早期的火山活动提供线索。萨希斯（Tharsis）高原是火星表面分布面积最广，活动时间最长的大火成岩省。但是对分布其中的熔岩流的年代学、形貌学和物质成分的综合研究尚比较薄弱，制约了对其火山岩浆作用的认识。本研究拟选取萨希斯高原东南部的索利斯（Solis）平原的熔岩流作为研究对象，以近年来获得的高分辨率图像数据（CTX，HiRISE，MOC）、地形数据（HRSC DTM，HiRISE DTM）、热红外成像数据（THEMIS）和光谱数据（THEMIS，CRISM，TES）系统地对这些熔岩流的喷发时间，地形地貌特征和物质成分进行分析和研究。本研究的结果有望为萨希斯大火成岩省的火山岩浆作用提供直接证据，启示火星岩浆活动的性质和演化历史，支持比较行星火山学的研究。

火星是类地行星中和地球最为相似的天体，对其火山岩浆作用的研究可以为探索地球早期的火山活动提供线索。本研究以近年来获得的高分辨率图像数据、地形数据、热红外成像数据和光谱数据对火星南部高原发现了17处与古老火山相关的瘤状地形，并证明这些瘤状体很可能是较小颗粒的火山灰组成，并经历了后期的构造和流体作用的改造。这项研究支持了火星早期的火山作用主要以爆炸式为主，对于认识火星的热历史具有重要意义。然后对火星表面分布面积最广，活动时间最长的大火成岩省——Tharsis高原东南部的38条脊状熔岩管进行了详细分析。这些熔岩管的长度可达743千米，并且具有多种不同的横截面形态。这些脊状熔岩管是由熔岩管顶部形成长条状熔岩冢所致。脊状熔岩管的发现也为更好的认识Tharsis火山作用提供了支持。早期的研究已经在Tharsis火山高原发现有大量岩墙存在，它们为岩浆在垂直方向上的运输提供了通道。而本研究中发现的熔岩管则可作为岩浆在水平方向的运输通道。由于熔岩管内具有相对封闭的环境，可以有效的降低热量的散失，因而有利于熔岩的长距离输送，是形成超长熔岩流的关键因素。最后，由于中国的火星探测任务已经开始实施，探测器由环绕轨道飞行的卫星和着陆探测器（着陆器和巡视器）组成，并计划于2020年发射。我们梳理了过去近20年来火星探测任务的重要发现及未解决的重大问题，介绍了美国航天局NASA的火星2020任务着陆点选取情况。还根据不同的任务目标，如聚焦生命、气候和地质问题，支持载人火星探测的资源勘察，以及单纯的工程技术验证，分别提出了三个候选着陆区。