【导语】

一项基于轨道遥感的新研究显示，火星上近期仍保持活跃的火山系统并非一次性喷发事件，而是由一个在地下长期存在并不断演化的岩浆管道系统驱动。研究认为，该系统在火星大型火山帕沃尼斯山（Pavonis Mons）下方运作，随着时间推移重塑熔岩流，并呈现出多阶段喷发和变化中的化学特征。

轨道观测揭示火山系统细节

研究团队利用欧洲航天局“火星快车号”（Mars Express）获取的轨道数据，对帕沃尼斯山南部火山系统进行了细致分析。“火星快车号”拍摄的透视图显示，火星表面三座著名巨型火山——阿尔西亚山（Arsia Mons）、帕沃尼斯山和阿斯克雷乌斯山（Ascraeus Mons）——沿一条火山带分布，为研究该区域火山活动提供了关键背景。

研究人员指出，表面上看似单一的火山喷发，往往源于深部更为复杂的过程。在这些过程中，岩浆在地下长时间迁移、演变并发生变化。为理解火山运作机制，地球科学家通常通过分析喷发到表面的火山产物，反推支撑火山活动的岩浆系统特征。

由波兰亚当·密茨凯维奇大学（Adam Mickiewicz University）研究员巴托什·皮耶特雷克（Bartosz Pieterek）领衔的团队表示，这种复杂性同样适用于火星火山。

多阶段喷发与岩浆演化

研究通过结合高精度地表地质编图和轨道矿物光谱数据，重建了帕沃尼斯山南部火山系统的火山活动史及岩浆演化过程。结果显示，该火山系统经历了多个喷发阶段：

• 早期阶段以裂缝供给的熔岩铺设为主；
• 随后过渡为由锥形喷口控制的点源喷发活动。

尽管不同阶段形成的熔岩流在地表形态上存在差异，研究认为它们均由同一套地下岩浆系统供给。各阶段熔岩保留了各自独特的矿物学特征，使科学家得以追踪岩浆性质随时间的变化。

皮耶特雷克在研究中指出，这些矿物差异表明岩浆本身在持续演变，这很可能与岩浆起源深度的变化以及喷发前在地下储存时间的不同有关。他表示，即便在火星最近的火山活动时期，帕沃尼斯山下方的岩浆系统仍表现出活跃且结构复杂的特征，这座火山并非仅经历过一次喷发，而是在不断变化的地下条件下持续演化。

对火星内部结构研究的意义

由于目前尚无法直接采样火星火山体内部物质，研究团队认为，此类基于轨道观测和光谱分析的工作，为了解火星内部结构和演化过程提供了重要线索。皮耶特雷克表示，这些发现凸显了轨道遥感在揭示火星及其他岩质行星火山系统隐藏复杂性方面的作用。

相关成果以《火星岩浆管道系统内岩浆分异的光谱证据》（Spectral evidence for magmatic differentiation within a Martian magmatic plumbing system）为题，于2026年1月29日在线发表在《地质学》（Geology）期刊上，论文编号为 G53969.1，数字对象唯一标识符（doi）为 10.1130/G53969.1。