一个多月后
中国火星探测器
天问一号
就要正式着陆火星地表
开启一段全新的旅程
天问一号不但寄托着
中国人的星际探索梦想
还要将人类持续了61年的火星探索
推向新的高度
这些探索
已经让火星的面貌
变得愈发清晰
火星与地球几乎同时诞生
形同姊妹
似乎有机会成为“另一个地球”
但如今
地球生机勃勃、活力四射
火星却寒冷干燥、满目荒凉
漫天沙尘将天空染成淡淡的红色
成了一个近乎死去的世界
火星上
究竟发生了什么?
为何与地球命途迥异?
我们又为何
要向它不断进发?
大约46亿年前
年幼的太阳系里
尘埃微粒正在聚集
无数石块、星子、行星胚胎横冲直撞
结合成更大的岩石星球
原始火星
就这样诞生了
紧接着
至少44.8亿年前
另一个行星胚胎与原始火星相撞
火星的样貌从此大为改变
撞击引起了剧烈的岩浆活动
使得火星地势
南高北低
南半球以高原地形为主
地壳较厚
北半球以平原地形为主
地壳较薄
人们称之为“地壳二分性”
此后
一系列大规模撞击事件
仍然持续不休
又在南高北低的大背景上
制造出一系列巨型撞击坑
在北半球
若干个巨型撞击坑彼此相近
碰撞产生的熔岩首先在坑底冷却
然后又被泥砂石块逐渐填平
融合成规模惊人的
北方大平原
其中
乌托邦平原
是火星上得到确认的最大撞击坑
直径超过3300km
由于面积过于巨大
登陆其上的人类探测器
几乎观察不到任何“坑”的形态
只有一望无际的乱石荒原
故而得名“平原”
而在火星南半球
大小不一的撞击坑遍布地表
看起来伤痕累累
海拉斯平原
是南半球最大的撞击坑
也是火星地表最深的撞击坑
东西长度超过2500km
南北长度超过1400km
最大深度超过7300m
几乎可以“放入”整个青藏高原
这些巨型撞击坑
主要形成于大约42-37亿年前
堪称“碰撞时代”的高潮
但从距今37亿年起
巨型撞击坑基本停止产生
中小型撞击事件则取代它们
继续为火星地表增添疤痕
(请横屏观看,好奇号火星车从盖尔撞击坑中央丘陵回望,近景是裸露在地表的古代岩层,从中可以认识撞击坑的演化历史,该撞击坑形成于约36亿年前,直径150km,图源@NASA)
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纵观火星的碰撞时代和随后的历史
火星上产生的撞击坑
数量和规模都十分惊人
其中
直径超过1000km的撞击坑
已有5个得到确认
在地球上
人们尚未发现直径超过1000km的撞击坑
即便是6500万年前
加速恐龙灭绝的希克苏鲁伯撞击事件
也仅在墨西哥湾浅海区域
留下了直径约180km的撞击坑
它是地球第二大的撞击坑
但放在火星上却毫不起眼
而地球上已知的最大撞击坑
是位于南非的弗里德堡撞击结构
形成于20.2亿年前
原始直径仅有约300km
如果放在火星上
只能位列第三梯队
但这并不意味着
地球比火星经历了更少的撞击事件
而是因为地球有着
更活跃的地质运动
和更频繁的雨雪风霜
二者早已将大量撞击坑“磨平”
以南非的弗里德堡撞击坑为例
原本300km直径的撞击坑
在经过了20多亿年的破坏后
仅留下直径约80km的中央丘陵区
我们已无法看出它原本的规模
(撞击坑破坏示意,地层抬升会使古老的撞击坑逐渐风化消失,制图@王申雯/星球研究所)
我们能在地球上得见的撞击坑
往往非常“新鲜”
而稍稍假以时日
它们同样会被快速“磨平”
(请横屏观看,巴林杰撞击坑,形成于约5万年前,直径仅有1.19km,图源@视觉中国)
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正是这两种力量的强弱差异
改变了地球和火星的面貌
在火星的大部分历史中
地质运动和雨雪风霜并不活跃
不仅使40多亿年前的巨型撞击坑得以幸存
更使为数众多的中小撞击坑一并保留
但这些或大或小的疤痕
仅仅是碰撞对火星外表的改变
更加深远的改变
发生在火星内部
撞击产生的能量
使火星内部变得活跃异常
开启了塑造火星的第二个时代
在火星的赤道附近
不断喷发的火山
令熔岩在地表反复流淌
竟然形成了一个占火星表面积约25%的
巨型火山高原
塔尔西斯火山高原
其中西北部的奥林匹斯山
海拔达到21229m
是太阳系中最高大的单体火山
它们远高于地球上任何一座山峰
即使从太平洋海底算起
地球最大的超级火山夏威夷岛
其顶底落差也仅有9300米
依然相形见绌
当熔岩的表面逐渐冷却
转入地下的管道流动
人们根据对地球地貌的认识
与火星的地表现象进行对比
推演出属于火星流水时代的
溪流汇聚、江河奔涌、波涛拍岸
大约40亿多年前的火星
九曲十八弯的外形
像极了地球上那些曲流河
河流继续流淌
则分布在北方大平原周围
似乎在暗示
一个古老的火星海洋
曾占据了流水时代的北半球低地
而那些大大小小的撞击坑
则成为湖泊的所在地
但不同于地球
火星的江河湖海没有持续到今天
大约25亿年前
火星的流水时代逐渐结束
液态水逐渐冻结、消失
今天的火星上
流水几乎不复存在
只有一些残留的水冰
分布在部分撞击坑、两极冰盖和地下
我们或许可以从
(地球与火星大小示意,底图@NASA,制图@郑伯容/星球研究所)
在冰冷浩渺的宇宙中
娇小的火星
既无法提供足够的放射性元素
在星球内部衰变产生热量
也难以留存碰撞时代遗留的热能
内部冷却程度远甚于地球
以至于无法支持活跃的板块运动
距今约37亿年前
或许是因为火星地核温度太低
或许是因为某次撞击事件干扰了地核
火星的全球磁场逐渐消失
太阳风得以直达火星大气层
将大气分子“吹”进太空
当时间来到距今约30亿年前
火星的巨型火山活动渐渐减弱
内部物质难以来到地表
大气层和地表水逐渐失去补充
在随后的岁月里
60%以上的火星大气竟因此消失
大气愈发稀薄
气压和温度双双下降
液态水冻结在两极附近的地表和地下
偶尔升华产生的水蒸汽
也会很快被太阳风破坏带走
从火星消失
气温继续下降
就连二氧化碳也被冻结
形成厚重的“干冰”冰盖
狂风在地表呼啸
卷起江河湖海沉积的泥沙
用做摧残岩石的武器
沙漠开始在火星广泛出现
庞大的沙丘在地表蔓延
火星已经几乎死去
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P.S.
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