火山是太陽系內固體行星表面的常見特徵，是行星地殼內岩漿活動的結果，其複雜的火山活動是由垂直構造驅動的。在地球上，火山活動主要由與板塊構造相關的熱量和地殼循環驅動，但火星缺乏板塊構造，火山活動的驅動因素尚不十分清楚。

圖1.紅外線影像資料上的地形資料顯示了火星埃里達尼亞地區複雜的構造結構和火山沉積。暖色調代表海拔較高。資料來源：美國國家航空暨太空總署/火星奧德賽/HRSC洞悉火星火山活動香港大學（港大）地球科學系地質學家約瑟夫-米夏爾斯基（Joseph Michalski）教授的最新研究揭示了火星火山活動的驚人奧秘。他提出，火星上的火山活動遠比人們以前認識到的要豐富得多，其驅動力來自一種被稱為垂直構造的早期地殼循環形式。這些發現最近發表在《自然-天文學》上，揭示了火星古老的地殼及其對了解火星和地球早期地殼循環的潛在影響，它提供了對古代地殼再循環的洞察力，為火星和地球地質學提供了新的視角。圖2.彩色影像資料覆蓋在地形圖上，顯示火星埃里達尼亞地區大型平流火山的三維視圖。資料來源：NASA/ESA/HRSC

重新思考火星的火山景觀傳統上，人們知道火星上有類似夏威夷的大型盾狀火山。然而，人們並不知道火星還擁有地球上由於地殼循環而形成的多種多樣的爆炸性火山。Michalski 教授和他的國際團隊最近進行的研究在火星古老的地殼中發現了大量種類繁多的火山。他解釋說：『我們幾十年前就知道火星上有火山，但大多數公認的火山都是大型玄武岩盾狀火山，類似於構成夏威夷的火山。在這項研究中，我們發現火星古老的地殼中還有許多其他類型的火山，如熔岩穹丘、地層火山、火山口以及由火山灰（而非熔岩）構成的大型盾狀火山。此外，大多數科學家認為火星是一顆由玄武岩組成的行星，玄武岩的二氧化矽含量低，幾乎不代表地殼演化，但這些火山的二氧化矽含量很高，這意味著它們是由以前不為人知的複雜岩漿演化過程形成的。”垂直構造與地殼循環論文認為，遠古火星上發生了強烈的火山活動，導致地殼塌陷到地函中，岩石在地函中重新熔化，產生了高矽的岩漿。這種構造過程被稱為垂直構造，據推測在古地球上也曾發生過，但地球上那個時期（距今30 多億年前的Archean 時期）的岩石被後來的地質活動嚴重改變，因此我們無法在這顆行星上清楚看到這過程的證據。因此，探索像火星這樣有火山活動但沒有板塊構造的其他行星，有助於揭示紅色星球早期地殼循環的奧秘，並以此類推，揭示早期地球的地殼循環奧秘。發現的意義Michalski 教授總結說：”火星上的重要地質拼圖不僅有助於我們了解火星，也有助於我們了解地球。火星火山活動比人們以前想像的要復雜和多樣化得多”。港大地球科學講座教授趙國春教授說：”這是一項重大發現，因為它揭示了地殼循環不僅可以發生在以水平運動為主的板塊構造體系中，也可以發生在以垂直運動為主的前板塊構造體系中。這項發現有助於地球科學家解決長期以來備受爭議的問題，即我們的星球（地球）是如何以及何時形成岩石大陸的。”編譯來源：ScitechDaily