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行星科学家经常对火星地貌的起源感到困惑，包括其所谓的半球二分法，即行星北半球低地和南半球高地之间地壳厚度的显着差异。 另一个令人好奇的特征是赤道附近的一个隆起区域，称为塔尔西斯隆起，顶部覆盖着相对成一直线的火山峰。
一项新的研究试图通过展示行星外层厚度的变化如何产生塔尔西斯隆起来统一这些特征。 新模型提出，即使这颗红色星球可能没有地球的多个板块，其单一熔合的外壳或岩石圈，仍然可以相对于行星中心旋转。 该研究结果于本周发表在《自然-地球科学》在线版上。
研究作者，科罗拉多大学博尔德分校的地球物理学家石杰·钟（Shijie Zhong）表示，这种旋转是由一股从内部涌出的热物质羽流以及岩石圈厚度的差异（一些行星科学家认为这是由早期行星历史中发生的巨大小行星撞击造成的）驱动的，可能解释了塔尔西斯火山活动从其推测的起源地到当前位置的迁移。 这种火山迁移导致了地球上夏威夷岛链的形成，那里的多个岩石圈板块独立漂浮。
钟说：“地球有板块构造，因此板块可以相对于地幔移动。” “对于火星或任何其他类地行星，传统观点是您不能拥有这种板块运动。” 钟说，这项新提议假设“存在一种独特的板块运动模式是可能的——本质上是一个完整的岩石圈外壳，一个非常坚硬、非常坚固的层，而该层实际上可以旋转。”
这将有助于解释形成塔尔西斯隆起的火山活动的明显运动。 钟说：“对于火星，我们通过观测知道，塔尔西斯火山活动确实始于所谓的高地，这个地壳增厚的区域，然后随着时间的推移向赤道迁移”，然后在大约四十亿年前趋于稳定。“这个特殊的观测结果已经为人所知很长一段时间了，但没有明确的解释。” （一些理论家推测，火星表面，包括塔尔西斯隆起的布局和位置，是后来休眠的板块构造的产物。）
加州大学圣克鲁兹分校的地球和行星科学家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）撰写了对钟的论文的随附分析，他发现岩石圈旋转的提议引人入胜。 他说：“我确实认为这是一个可行的假设。” “对我来说，最有趣的方面之一不仅在于它为火星上正在发生的事情提供了一个很好的解释，而且它实际上可能是一个普遍的过程。” 换句话说，月球和水星等天体也可能具有比我们认为的更有趣的内部生命。
尼莫说：“通常我们认为没有板块构造的行星是相当静态且非常无趣的。” “这种机制正在表明，即使它是一个单一板块，这个单一板块仍然可以在其下方的物质上整体移动。 据我所知，这是一个全新的想法。”