科学奥秘地球上9处类火星地貌

                            

在一片火星探索的热潮中,你有没有畅想过去火星看看?跟随这篇文章,即便留在地球,也有机会模拟登陆火星的感受。

这是外星球一般的疆域——红棕色的土壤夹杂着黑色的火山沙;在干旱的河谷和悬崖上,矗立着黑色的玄武岩。克莱尔?考辛斯(ClaireCousins)在这一片荒凉之中进行研究。她将高灵敏科学相机的镜头对准这片土地上的岩石,为了寻找到火星上有生命的蛛丝马迹。但她并没有登上火星,而是在地球上的冰岛北部。

许多行星科学家像她一样,到世界的各个角落考察,为的是能在地球上体验身在火星的感受。这些地方有着“类火星地表”,可以用来测试探测设备、安置科学实验器材,甚至还能作为未来执行火星计划的宇航员训练基地。

在这些地方,你也能感受一把在“红色星球”上的漫步。收好这份“旅游指南”,你也能开始一次“火星之旅”。

01

智利阿塔卡马沙漠

TheAtacamaDesert,Chile

StockLapse

Getty

智利阿塔卡马沙漠中心,靠近安托法加斯塔市(Antofagasta)南部废弃的采矿小镇永盖(Yungay),这里是世界上最接近火星地表的地方之一。这里有时几十年都滴雨不见。这里的年均降雨量不足10毫米,是世界上最干燥的地方之一。

英国圣安德鲁斯大学高级讲师考辛斯说:“从外表上看,这里十分接近现在的火星地表。现在的火星,是一颗非常寒冷、荒凉的石漠星球。”

阿塔卡马沙漠晚上的温度为0℃,白天则为40℃,这一温差远不如火星上的极端——从零上20℃骤降至零下℃。尽管如此,阿塔卡马沙漠土壤的颜色与火星上的相似,都呈红褐铁锈色。

不少机器人设备在执行火星任务前,都曾在阿塔卡马沙漠进行过测试,包括NASA的维京一号、维京二号、凤凰号火星探测器,以及欧洲航天局未来准备部署的火星漫游者(ExoMarsRover)。

年,NASA和卡耐基梅隆大学测试了一种自动机器人,在钻探沙漠地表以下时发现了一种神奇的耐盐碱细菌。这可能佐证火星上仍存在生命。

如何前往:

据欧洲航天局提供的《地球上的类火星地貌目录》(CatalogueofPlanetaryAnalogues),距离阿塔卡马沙漠最近的机场位于智利安托法加斯塔。

02

南极洲麦克默多干谷

McMurdoDryValleys,Antarctica

EarthObservingSystem(EOS)

NASA

麦克默多干谷没有覆雪,它位于世界上最寒冷的南极洲,不宜居程度堪比火星。谷底气候观察研究表明,这里常年气温在零下15℃到零下30℃之间,部分地区可能已经有数百万年没有下过雨。全年降水量在7-11毫米之间,以雪的形式落下,并很快就升华为气体消失。一份关于大气中铍10极度衰变的研究报告显示,火星上也会有类似的情况发生,土壤表面的二氧化碳霜会迅速升华,这个过程可能导致了地表独特沟壑的形成。

南极的干谷常有飓风级风,时速可达公里,比火星上的最大风速快三倍多。但无论是在哪儿,这样的风速都足以扬起干燥的沙土,形成滚滚尘云,就像终结了机遇号(OpportunityRover)火星车15年任务的那场沙尘暴。

入夏后,麦克默多干谷会受到大量紫外线照射。即便环境很恶劣,在这样严寒且干燥的山谷之中,还是有生命的痕迹。

人们在山谷的石英岩块下找到一种细菌,能够将阳光转化为能量。石英过滤了紫外线,剩下的阳光足以滋养这些绿色细菌。天体生物学家认为,火星上如果存在生命,可能也生存于同样险恶的环境中。

南极干谷中最像外星球地貌的,还要数泰勒河谷顶部冰川溢出的地方。在这里,含有氧化铁的盐水从冰舌中流出,将冰川染成了血红色。

如何前往:

想要去参观南极干谷相当困难,到达那里需要乘军用飞机或者坐研究船。干谷中驻扎有七个半永久野外科学营地。

03

美国犹他州汉克斯维尔

Hanksville,Utah

MichaelHubrich

Getty

科罗拉多高原的峡谷地深处,有一片横跨美国西南四个州的露头岩层,其形成时间可追溯到侏罗纪晚期。远古沼泽遗留下来的淤泥和沙子在犹他州的沙漠中形成了一处橙红色的景观,如同火星表面。

汉克斯维尔镇附近,坐落着一处测试站,加拿大太空总署和英国科学家在这里测试的摄像机等仪器,最终会安装在欧洲航天局的火星漫游者(ExoMars)上。在漫游者传回英国任务控制中心的图像中,我们看到了一片松散的鹅卵石地,泥土干裂,和从火星传回的图片非常相似。

如何前往:

该景点在汉克斯维尔西北11公里处,汉克斯维尔有一个机场,轻型飞机可以着陆。游客也可以先坐飞机到盐湖城,然后驾车前往。

04

加那利群岛特内里费岛

Tenerife,CanaryIslands

JUANDAVIDMARTINRAVELO

px

Getty

特内里费岛形成于万年前的火山活动。如今火山已经休眠,特内里费岛也成为了著名的度假胜地,这里也是一个能窥见火星生活的好去处。泰德火山位于岛屿中央,海拔米,山体斜坡上四散的空心熔岩管道和火山洞,同火星上的洞穴极为接近。天体生物学家认为,火星生命可能就生活于这样的洞穴之中。

英国开放大学行星科学教授格雷迪(MonicaGrady)在《地球上的类火星地貌目录》(CatalogueofPlanetaryAnalogues)中写道:“轨道太空船发现了长熔岩通道和凹坑线,这都是火星上有洞穴的证据。”洞穴可以储水,也能为生物遮挡地表强烈的紫外线。

格雷迪说:“泰德国家公园的火山洞与火星的洞穴极为接近。”

如何前往:

有公路通过泰德国家公园,部分熔岩管向公众开放。游客可以乘坐缆车上山,耗时约8分钟。山顶和斜坡上的很多地方则需要获得许可方能进入。

05

冰岛

Iceland

ManuelROMARIS

Getty

冰岛是世界上地质活动最活跃的地区之一,有些地方很像数十亿年前的火星,同时也能给人身在当今火星的感觉。冰岛内陆大多为火山爆发后形成的荒漠高地所覆盖,很少有地方可供居住。

黑色的火山土壤几乎不含水分,因此并不适宜植物生长。过去大规模火山喷发产生的岩浆淹没了整个山谷。这一点,也和火星上的情景十分相似。

考辛斯一直都在为欧洲航天局的火星漫游者测试全景摄像机。她说:“从地质学的角度看,冰岛的岩石类型和地形都和火星上的十分相似。站在这里,感觉就像身处另一个星球。”

冰岛也向科学家们展示了火星40亿年前可能有的地貌。这里的温泉正如一个“天然的实验室”,提供了类似早期火星的环境。

考辛斯表示:“利用这些特点,我们能研究火星早期的各种生物和化学有机体。在这里,我们发现了化能自养菌,这种生物能够代谢岩石和矿物质。它们的效率很高,很可能就是火星早期的生命之一。”

如何前往:

冰岛的公路网络广阔,连接了几乎所有地貌旅游点。但是要到达偏远的高地火山区,需要经过许多崎岖路段,以及相当距离的徒步跋涉。

06

澳大利亚皮尔巴拉

Pilbara,Australia

TobiasTitz

Getty

澳大利亚中西部的石质沙漠有着干燥的红土,巨大沙丘和撞击坑星罗棋布,与在火星上发现的十分接近。此处地貌经历漫长的风沙和流水侵蚀而形成,有助于我们认识火星照片上显示的地貌特征。

考辛斯说:“皮尔巴拉非常有趣,因为这里有地球上最古老的岩石,它们的地质寿命最接近火星岩石。”

皮尔巴拉地区的一些化石出土于有34亿年历史的砂岩,可作为地球上最古老生命的证据之一。在一片远古海滩上,科学家发现了一些微小的矿化球粒,这很可能是一种以硫磺为生的远古细菌的化石。

火星陨石样本中也有类似的结构,这就引起了激烈争论:火星上是否有可能存在细菌的化石残骸?

如何前往:

皮尔巴拉人烟稀少,占地面积却比美国的加州和印第安纳州加起来还大。可以先坐飞机抵达北边的黑德兰港或纽曼市,然后再开车前往。

07

英国博尔比

Boulby,UK

RAKearton

Getty

博尔比村位于北约克沼泽区连绵起伏的绿色山丘之中,表面上看起来与火星地貌截然不同;但是,地下的钾盐矿却与火星环境尤为相似。

矿井隧道位于地下近1公里处,延伸到北海。隧道顶部和四壁都覆盖着多边形结构的晶体,酷似火星上一个被称为“巨人之路”的区域——这个名字来自爱尔兰北部海岸线的一处著名景点。

在这个矿井中,莱斯特大学和英国航天局的研究人员测试了拉曼激光光谱仪的原型——这个光谱仪将搭载火星漫游者抵达火星,寻找生命留下的化学痕迹。博尔比钾盐矿中的含盐环境不利于大多数细菌生存,但一种嗜盐微生物却能够适应环境生存下来。人们推测,火星上可能也存在类似的生物。

如何前往:

博尔比村在英国开车就可以抵达,但是要进盐矿洞参观并不容易。现在,盐矿里还有开采的作业,进入其中需要得到采矿公司的许可。

08

挪威斯瓦尔巴群岛

Svalbard,Norway

GChengTatSeah

EyeEm

Getty

斯瓦尔巴山地群岛位于北极圈边缘,几乎没有土壤,也没有植被覆盖。岛上多是红砂砾石,河流长期冲刷留下了沟壑和冲积扇,同火星环境有着惊人的相似之处。岛上寒冷的气候也创造了装备测试和宇航员训练的理想环境。

“每天能通过我们的漫游车看到火星表面,我觉得已经十分幸运了。”德国航空航天中心(DLR)的行星地质学家史密茨(NicoleSchmitz)如是说。她曾在斯瓦尔巴群岛测试过科学仪器,包括NASA的好奇号火星探测车,以及未来要发射的火星漫游者号。

她说道:“这里也让我知道了在艰苦环境中工作的困难。在斯瓦尔巴,每个人都裹着厚厚的羽绒服,带着厚厚的手套,行动受到限制。但你还不得不携带设备进行攀爬作业,修理设施,又冷又累,精疲力竭,但工作一定要做完。这里没有移动通信网络,所以遇事也不可能打电话求救。只能小组集体行动,彼此照顾对方。用手头现有的东西去解决所有问题。”

如何前往:

斯瓦尔巴群岛最大的机场位于朗伊尔城(Longyearbyen),但前往其它偏远的岛屿需要乘船。建议作好保护措施,以防遇到北极熊。

09

英国多塞特郡

Dorset,UK

ImperialCollegeLondon

乍看之下,英国南部海岸和火星大相径庭,但多塞特郡有一种强酸性硫磺流,极端的细菌可以在里面存活。有人认为,圣奥斯瓦尔德湾(StOswaldsBay)其中一条溪流就像极了数十亿年前的火星环境。

针铁矿富含铁,在酸性河流中会转化为赤铁矿;在火星上也曾发现过赤铁矿。科学家认为,通过分析火星赤铁矿的有机物残留,能够探究那里是否有生命存在。

伦敦帝国理工学院的行星科学家强纳森谭(JonathanTan)说:“圣奥斯瓦尔德湾是中年火星的缩影,酸性河流干涸后会留下针铁矿物质,对可作为生物标记的脂肪酸有保护作用。火星在‘干燥期’就经历过这样的变化。”

如何前往:

到达英国后,沿风景如画的海滨村庄西鲁尔沃斯(WestLulworth)步行不久即可到达。

(来源:”BBCEarth博思星球“



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