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行星科學家經常對火星地貌的起源感到困惑，包括其所謂的半球二分法，即行星北半球低地和南半球高地之間地殼厚度的顯著差異。 另一個令人好奇的特徵是赤道附近的一個隆起區域，稱為塔爾西斯隆起，頂部覆蓋著相對成一直線的火山峰。
一項新的研究試圖透過展示行星外層厚度的變化如何產生塔爾西斯隆起來統一這些特徵。 新模型提出，即使這顆紅色星球可能沒有地球的多個板塊，其單一熔合的外殼或岩石圈，仍然可以相對於行星中心旋轉。 該研究結果於本週發表在《自然-地球科學》線上版上。
研究作者，科羅拉多大學博爾德分校的地球物理學家石傑·鍾（Shijie Zhong）表示，這種旋轉是由一股從內部湧出的熱物質羽流以及岩石圈厚度的差異（一些行星科學家認為這是由早期行星曆史中發生的巨大小行星撞擊造成的）驅動的，可能解釋了塔爾西斯火山活動從其推測的起源地到當前位置的遷移。 這種火山遷移導致了地球上夏威夷島鏈的形成，那裡的多個岩石圈板塊獨立漂浮。
鍾說：“地球有板塊構造，因此板塊可以相對於地幔移動。” “對於火星或任何其他類地行星，傳統觀點是您不能擁有這種板塊運動。” 鍾說，這項新提議假設“存在一種獨特的板塊運動模式是可能的——本質上是一個完整的岩石圈外殼，一個非常堅硬、非常堅固的層，而該層實際上可以旋轉。”
這將有助於解釋形成塔爾西斯隆起的火山活動的明顯運動。 鍾說：“對於火星，我們透過觀測知道，塔爾西斯火山活動確實始於所謂的高地，這個地殼增厚的區域，然後隨著時間的推移向赤道遷移”，然後在大約四十億年前趨於穩定。“這個特殊的觀測結果已經為人所知很長一段時間了，但沒有明確的解釋。” （一些理論家推測，火星表面，包括塔爾西斯隆起的佈局和位置，是後來休眠的板塊構造的產物。）
加州大學聖克魯茲分校的地球和行星科學家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）撰寫了對鐘的論文的隨附分析，他發現岩石圈旋轉的提議引人入勝。 他說：“我確實認為這是一個可行的假設。” “對我來說，最有趣的方面之一不僅在於它為火星上正在發生的事情提供了一個很好的解釋，而且它實際上可能是一個普遍的過程。” 換句話說，月球和水星等天體也可能具有比我們認為的更有趣的內部生命。
尼莫說：“通常我們認為沒有板塊構造的行星是相當靜態且非常無趣的。” “這種機制正在表明，即使它是一個單一板塊，這個單一板塊仍然可以在其下方的物質上整體移動。 據我所知，這是一個全新的想法。”