在地球,寻找火星!

在地球,寻找火星!

2021年07月20日 12:25:07
来源:星球研究所

我们从未像今天这样

关注火星

但地球与火星之间的空间阻隔

最远可达到

4亿千米

我们中的大多数人

此生都不会有机会踏上火星

亲身领略红色星球的风采

(冬季火星一瞥,北极冰盖之外还可见到大面积冰霜,底图@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

然而

即使无法亲自登临火星

我们也可以在地球

找到类似的风景

因为在辽阔的太阳系里

地球与火星源出同门、形同姊妹

为此

别克昂科威Plus x 星球研究所

联合组成科考摄制组

实地探访柴达木盆地

共同出品科普纪录短片

《在地球,寻找火星》

尝试为你寻找一个答案

(请点击观看视频,建议佩戴耳机)

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01 · 碰撞的世界 ·

密集而繁多的撞击坑

是火星地表给人留下的第一印象

直径大于10km的撞击坑

就超过了2万个

(火星南半球的海拉斯撞击坑,它是火星上肉眼可见的最大撞击坑,凹下地表8000多米,长2500km,宽1300km,底图@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,地表以上的淡蓝色是火星大气层,标注@陈随/星球研究所)

在地球

撞击坑的数量和规模

都远不及火星

但一些巨大的撞击坑

仍给人们带来相似的震撼

例如

加拿大的曼尼古根撞击坑

虽然经历了超过2亿年的风雨侵蚀

但仍保留下直径约72km的环形洼地

从太空俯瞰时

令宇航员们印象深刻

(加拿大魁北克省曼尼古根撞击坑,该坑的原始直径约为100km,如今仅剩直径约为72km的环形洼地,被建成水库,底图@NASA,由国际空间站拍摄,标注@陈随&郑艺/星球研究所)

再比如

位于塔吉克斯坦的卡拉库尔撞击坑

直径约为52km

干燥的高原地表颇似火星

特别是冬季封冻后

寒冷荒凉的感觉尤甚

(卡拉库尔撞击坑地处帕米尔高原,是距离中国最近的大撞击坑,海拔约4000米,底图@NASA,由Landsat8号卫星拍摄,标注@陈随&郑艺/星球研究所)

这些由星体撞击产生的地貌

不仅在地球和火星

产生了一批相似的撞击坑景观

火星上古老碰撞所释放的能量

还塑造出与地球更加相似的

熔岩的世界

02 · 熔岩的世界 ·

火星上的火山极其出众

几乎可以傲视太阳系众行星

尤其是塔尔西斯高原上的四座火山

顶底高差均在15km以上

(火星塔尔西斯高原上的三座火山和奥林匹斯火山,底图@ESA,标注@陈随/星球研究所)

地球上的火山不如火星那么高大

但地球的地质运动更加活跃

火山数量远多于火星

其中也不乏一些直冲云霄的巨人们

(非洲最高峰乞力马扎罗火山,最高处海拔达到5895米,远处是辽阔的印度洋。摄影师@张扬的小强)

智利的奥霍斯德耳萨拉多火山

依托雄伟的安第斯山脉

以6893米的海拔高度

成为地球上距离天空最近的火山

高山之巅寒冷与荒凉的景象

会让人联想起火星

(奥霍斯德耳萨拉多火山风光,图源@VCG)

而且

地球与火星上火山的相似

并不仅仅来源于宏大的山体

也来源于火山周围的熔岩

它们遵循相似的物理机制

一边流淌、一边冷却

(火星阿西亚火山脚下代达利亚高原的熔岩景象,画面右侧的熔岩覆盖地表,并明显从地表突出,底图@ESA,由火星快车号轨道拍摄,标注@陈随/星球研究所)

位于冰岛法格拉达尔地区的

格尔丁格达里尔火山

从2021年3月开始喷发至今

黑色熔岩在地表随意铺展

构成了与火星熔岩相似的画面

(俯瞰格尔丁格达里尔火山,黑色熔岩与积雪的地表形成鲜明对比,图源@VCG)

黑龙江的五大连池火山

周围早已冷却的熔岩地表

尚未被植被完全占据

彰显着一种近似火星地表的狂野

(黑龙江五大连池的熔岩石海,五大连池最近一次喷发是1721年,摄影师@杨孝)

对于火星而言

熔岩不仅塑造地表

还将源源不断的水汽释入大气

当浮云化作落雨时

便又在火星制造出与地球更加相似的

流水的世界

03 · 流水的世界 ·

三四十亿年前

江河曾在火星流淌

雕刻下繁复美丽的河道

(火星赫菲斯托斯沟壑区的古河床,这是一种典型的辫状河道,底图@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

这些古老的河道

与地球的河道并无明显区别

因为无论地球还是火星的河流

都遵循着相同的物理规律

例如位于西藏阿里地区的象泉河

在荒凉的高原上自由流淌

分散成如同发辫一样的辫状河道

像极了火星地表的古河床

(西藏象泉河,此类像发辫的河道被称作辫状河,摄影师@向文军)

而位于甘肃张掖的黑河

则在巴丹吉林沙漠的边缘静静蜿蜒

用散漫的曲流河道

构成了另一种

与火星古河道颇为相似的景致

(中国巴丹吉林沙漠西部边缘的黑河,在沙漠和戈壁间蜿蜒出曲流,摄影师@吴玮)

另外

无论地球还是火星的河流

大多数都会流入湖泊与海洋

在河口处将泥沙筑成三角洲

(新西兰库克山下的一个湖泊三角洲,摄影师@阿钉)

只是在火星

由于地磁场消失、地质运动停滞

它的大气层逐渐被太阳风破坏

温度和压力难以维持

使得江河湖海冻结、干涸

直至消失

(火星杰泽罗撞击坑中的古三角洲,因为湖水干涸而暴露出来,底图@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

火星

终于变成了我们更加熟知的

冰封的世界

04 · 冰封的世界 ·

火星极为寒冷

平均温度仅为-63℃

在寒冷的两极地区

水和二氧化碳冻结在地表

形成面积广大的白色冰盖

成为红色火星上极为耀眼的景象

(火星南极冰盖,直径约350km,其中混入了一些红褐色泥沙,图源@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

在地球上

格陵兰岛南极的冰盖

可以找到与火星极地冰盖相似的

一望无际

(格陵兰冰盖融水汇聚成湖,图源@VCG)

除了极地附近

火星的其他地区也隐藏着冰层

有时也会沿着山坡缓缓流下

暴露自己的行踪

(火星北半球的一个疑似冰川,周围可见疑似冰碛物,底图@NASA,由MRO火星轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

而地球上

在青藏高原等高山地区

则有数量众多的冰川

从云端跌落尘世

(西昆仑山的冰川,摄影师@7556米 )

除了体量庞大的水冰

火星的二氧化碳

也有着一种别样的的浪漫

每当火星天气转冷

二氧化碳便会在地表凝成“干冰”

铺展在沙丘、丘陵、撞击坑的阴影处

(火星某个撞击坑内沙丘表面的干冰,底图@NASA,由MRO火星轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

而在塔克拉玛干、撒哈拉等沙漠地带

大雪也经常在冬季盖满大漠

提供着一种类似火星的天气现象

(雪后的塔克拉玛干沙漠,摄影师@王汉冰)

而沙漠本身

则作为荒凉的终极象征

在地球和火星之间

呈现出共同的风景

05 · 风沙的世界 ·

在火星上

狂风不时席卷整个星球

成为塑造地表的主要力量

(火星沙尘暴,底图@ESA,由火星快车号轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

大风扬起沙尘

吹拂裸露在地表的岩层

将它们打磨出狭长的身姿

成为火星上的“雅丹”地貌

(火星泽菲利亚平原的雅丹景观,地图@NASA,由MRO火星轨道器拍摄,标注@陈随/星球研究所)

细小的泥沙被风吹走

石块则遗留原地

形成大面积的碎石戈壁

(火星盖尔撞击坑内的戈壁和远处的荒山,地图@NASA,由好奇号火星车拍摄,标注@陈随/星球研究所)

当狂风稍歇

连天的沙丘开始堆积

(火星普罗克特撞击坑里的沙丘,图源@NASA,由MRO火星轨道器拍摄)

在地球上的诸多干旱带

这类由风沙塑造的荒凉景致并不鲜见

产生了视觉上类似火星地表的

沙漠、戈壁和雅丹

中国西北

从巴丹吉林到古尔班通古特

从塔克拉玛干到库木塔格

面积广大的荒漠地带

以无边的黄沙、连绵的沙丘

彰显着狂风的堆积

(巴丹吉林沙漠里的沙丘,摄影师@武林)

在新疆塔克拉玛干沙漠外围

大风不断将罗布泊附近的泥沙吹走

形成了一片片无垠的戈壁

(罗布泊附近的戈壁滩 ,大风正在卷起沙尘,摄影师@文兴华)

而在距离戈壁滩不远处

古罗布泊湖水丰盈时堆积的泥沙岩层

暴露在地表

逐渐被风沙侵蚀

演变成多姿多彩的雅丹地貌

(罗布泊龙城雅丹,摄影师@钱玮)

而在青海的柴达木盆地

数千万年前的古柴木湖干涸以后

湖底的泥沙被大风侵蚀破坏至今

使壮美的雅丹、戈壁和沙漠

集中呈现于这片令人神往的荒凉之地

(青海柴达木盆地风蚀雅丹地貌及其周围的沙丘,摄影师@孙祺)

这样的演变过程

与火星的历史“不谋而合”

正是因为液态水的逐渐离去

才使柴达木盆地被人们称作

中国最像火星地表”的地方

为地球与火星的相似性

赋予了更深层次的联系

就这样

我们在地球找到了“火星”

挖掘出了两个姊妹星球之间

共同的那些风景

更重要的是

在地球寻找“火星”的旅途

并非为了猎奇

而是为了理解这些风景背后的科学

才能让我们在未来更好的认识火星

以及月球、金星、水星

和宇宙中更多的其他星球

(美国阿波罗8号从月球回望地球,图源@NASA)

因为地球是人类的摇篮

但人类

终将迈出这个摇篮

本文创作团队

主笔:云舞空城

编辑:所长

图片:周昫光

设计:陈随

地图:郑艺

审校:山月楼

头图摄影师:姜鸿

封面摄影师:李文博

本文主要参考文献

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星球研究所

一群国家地理控,专注于探索极致世界

... The End ...