火星類比區(qū)

王世杰團(tuán)隊 趙宇鴳

“如何研究火星，我們還有一個方法，就是在地球上尋找一個類似火星的區(qū)域，這就是“火星類比區(qū)”。”

冰島是研究火星冰與火山相互作用的理想天然實驗室。冰島位于大西洋中脊上，這里冰川，有熱泉，酸性、堿性的水熱環(huán)境和沉積物，冷卻的玄武質(zhì)熔巖和玄武質(zhì)的沙區(qū)。對冰島環(huán)境的研究，幫助科學(xué)家們了解一個巖漿正在活動著的冰冷火星會在地表保存什么樣的產(chǎn)物？這里的微生物有什么特點？可能保留怎樣的生物遺跡物？冰島還幫助科學(xué)家理解火星的各種巖漿過程，冰凍條件下玄武巖的風(fēng)化，還有多種不同物理化學(xué)條件水體的相互作用。這些認(rèn)知都對理解火星的表面過程及其重要。

此外，地球上的火山和撞擊坑，是類地行星科學(xué)研究中重要的類比研究區(qū)（不只針對火星）。例如，位于夏威夷大島（Big Island）的基拉韋厄火山（Kilauea Volcano），是現(xiàn)在依然活動著的活火山。對它的觀測可以幫助科學(xué)家了解火山的結(jié)構(gòu)，熔巖流，熔巖管道，火山碎屑物的特征和分布，塌陷坑的構(gòu)造等等。此外，對地球火山噴出的氣體開展直接觀測，使科學(xué)家了解行星內(nèi)部的水和揮發(fā)份是以什么形式進(jìn)入地表，對重建類地行星的演化歷史，重建古環(huán)境和氣候變化意義重大。

地球上結(jié)構(gòu)保存最為完好的撞擊坑，是美國亞利桑那州的隕石坑，形狀如碗，是簡單撞擊坑的經(jīng)典形貌。突起的撞擊坑邊緣，如果開車經(jīng)過，會誤以為是一座山呢。針對這個撞擊坑的研究有很長的歷史，包括撞擊坑的形貌，高溫高壓礦物和沖擊結(jié)構(gòu)等等;每年還會有行星科學(xué)的學(xué)生夏令營到這里實習(xí)。形成這個撞擊坑的隕石（The Holsinger Meteorite）也在訪客中心里展覽。

最后，從嚴(yán)格的科學(xué)意義講，地球的火星類比區(qū)域只能部分類比火星，因為火星表面的環(huán)境與地球存在著不少差異。例如，火星表面輻射水平比地球近地空間站還要高;火星大氣只有地球大氣的0.6%，接近真空;火星地表平均紫外輻射高于地球極區(qū)或高海拔地區(qū);火星表面的土壤和沙塵具有強(qiáng)氧化性，在地球表面非常少見;火星每日早晚溫差大（例如在好奇號著陸點蓋爾撞擊坑，溫差可達(dá)100℃），在地球上無類比;此外，火星表面存在干冰混合水形成的霜凍（溫度可達(dá)零下140℃），在地球上罕見。然而，即便如此，各種各樣的火星類比區(qū)依然給我們提供了寶貴的窗口，去探尋和理解火星表面正在發(fā)生著的和過去曾經(jīng)經(jīng)歷過的種種過程和變化，和生命存在的更多可能。（編輯/高緯時）