火星,或許是整個太陽系中地質奇觀最豐富、最令人驚嘆的一顆行星,太陽系最高的山峰、最壯觀宏大的峽谷,全都匯集在這顆星球之上。
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今天要帶大家深入探索的,就是這條震撼人心的巨大裂谷:水手谷。這條驚人的峽谷究竟是如何形成的?人類又是通過什么方式,一步步揭開它的神秘面紗?為什么它會被視作火星上最獨特、也最不可思議的地貌之一?
人類很久以前就開始持續研究火星,對它的探索至今從未停歇,火星是繼金星之后,距離地球最近的行星,而且和金星不同,它的大氣層不會阻礙我們從太空中觀測地表,不過在數千年的觀測歷程中,真正帶來重大突破的是“水手9號”任務 。
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在這次任務中,人類首次成功將人造衛星送入火星軌道,也第一次拍下了火星表面的高分辨率影像,就在這些珍貴的照片里,科學家們意外發現了一個令人難以置信的景象,它位于火星赤道以南,是一條長度超過四千公里的巨大裂谷。
這條峽谷最深的地方可達十一公里,平均寬度約兩百公里,部分地段甚至拓寬至七百公里,做個對比就能直觀感受到它的規模:美國著名的科羅拉多大峽谷,深度僅有兩公里,長度也不到四百五十公里。
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水手谷除了體型驚人,它復雜的結構也讓科學家們興趣十足,事實上它并非一條單一的裂谷,而是由無數裂縫與峽谷交織而成的龐大網絡,橫切了整片火星地殼,地質學家們在這個裂谷系統中,劃分出了數個地貌特征截然不同的區域。
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其中位于西側的,是被稱為“諾克提斯迷宮”的地形區,這里的海拔略低于火星地表平均高度,卻又比裂谷主體區域要高一些,一條條細長的通道與深谷,穿梭在億萬年前形成的古老巖塊之間,隨著地勢向東延伸,諾克提斯迷宮的海拔逐漸降低,緩緩過渡到美拉斯谷、奧菲爾谷、坎多谷這類錯綜復雜的峽谷群,這些平行延展又相互交錯的裂谷,共同構成了水手谷的主體地貌。
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這些裂谷里最深的是美拉斯谷,谷底比周圍地表整整低了十一公里,而在水手谷系統的最東端,還有三條峽谷,分別名為伊奧斯谷、卡皮谷和恒河谷,恒河谷的盡頭是一面近乎垂直的峭壁,到這里便戛然而止,看上去就像一條走不通的絕路。
伊奧斯谷和卡皮谷則延伸至一片溝壑縱橫、布滿裂縫與塌陷的區域,這片區域宛如一張巨大的蜘蛛網,最終與克律塞平原相連,這里也是水手谷的最東端。
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通常來說,這類地質構造是水的侵蝕力與地震活動這兩種自然力量共同作用的產物,如今的火星,在地質學意義上幾乎可以算是一顆 “死去” 的星球,水也只以冰的形態存在,但這并不代表它從誕生之初就是如此:火星曾經擁有過截然不同的面貌。
很可能在火星年輕的早期階段,水手谷就已經以一道巨大的 “裂痕” 的形式,出現在火星的地殼之上,太陽系中的所有天體,剛形成時都處于極高的溫度狀態,但冷卻速度會因天體體積大小而有所不同。
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像火星這樣質量較小的行星,冷卻速度遠比其他大行星快得多,這就導致火星的地殼表面,出現了大量其他星球上罕見的龜裂與斷層,科學界目前已經證實,遠古時期的火星擁有堪比地球的大氣層,有著由河流與海洋構成的完整水圈,甚至還存在活躍的地殼變動現象。
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通常來說,這些條件本足以將早期劇烈地質變動留下的痕跡徹底抹去,可為什么火星的這些痕跡卻保留了下來?
關鍵或許就藏在水手谷所處的位置特性之中,在這條裂谷的西側,恰好有一片名為塔爾西斯高原的巨大火山帶,火星最高、也是整個太陽系最大的火山,奧林匹斯山,就坐落于這片高原之上,單是塔爾西斯高原的形成過程,就足以讓火星地殼進入高度緊繃的狀態。
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火星地殼不僅出現了褶皺變形,原本就存在的深裂痕也被進一步撕裂,細小的裂縫四處蜿蜒延伸,最終相互連接、融合,形成了更龐大的裂谷網絡,遠古火星的火山活動極其劇烈,相比之下,地球上那些所謂的超級火山,看起來就像小孩子玩泥巴一樣微不足道。
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滾燙的熔巖灌入了這些地殼裂縫之中,當熔巖慢慢冷卻凝固后,反而將裂縫撐得更加寬闊,軌道衛星搭載的光譜分析儀顯示,水手谷的諸多區域,仍保留著當年那一層層厚重的火山熔巖遺跡 ,這些遺跡就像是遠古火星劇烈地質活動時期留下的 “化石記憶”。
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之后水與風這兩種改變地貌的重要力量登場了,水流順著水手谷陡峭的峭壁奔騰而下,不斷侵蝕地表,沖刷出一道道全新的溝渠與地貌,有時甚至引發規模驚人的崩塌和泥石流,影響范圍可達數十公里。
尤其是在克律塞平原與相鄰的伊奧斯谷一帶,水流留下的痕跡最為清晰,科學家們幾乎毫不懷疑,這片區域曾經有一條水量充沛的大河奔流而過,甚至有說法認為,克律塞平原或許曾像地球上的里海一樣,是一片真正的內陸海。
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從這片 “海洋” 流出的河流,進一步延伸至整個水手谷,形成的流域范圍甚至超過了地球上的尼羅河與亞馬遜河,這些巨大的河流最終的交匯之處,很可能是一片拍打著奧林匹斯山山腳的遼闊海洋。
當然,我們也不能忽略其他可能導致這些地貌變化的因素,比如在諾克提斯迷宮區域,有一個名為“奧德曼斯隕石坑”的特殊地形構造,它位于迷宮地形東側的盡頭,靠近裂谷系統的南部區域,據估計,這個隕石坑大約形成于四十億年前的“晚期重轟炸時期”。
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盡管目前對奧德曼斯隕石坑的研究還不夠深入,但可以確定的是,撞擊形成這個隕石坑的小行星質量極大,撞擊時必然引發了劇烈的地質變動,一種可能性是,這次撞擊擊穿了地下某層巨大的含水層,導致水分瞬間噴涌而出,引發了更大規模的洪水。
另一種可能性則是,撞擊重新激活了位于奧德曼斯隕石坑東側峽谷中的火山或間歇泉,讓它們再度噴發,在當地的幾處地形構造中,確實能找到這類活動留下的痕跡,無論如何,當火星大氣層開始大量流失、水圈也逐漸消散時,水手谷早已基本成形。
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后來人們發現,這條峽谷竟然被 “封存” 了整整數十億年,如今的火星,根本不存在任何能改變這條裂谷輪廓的氣候或地質條件,甚至連一絲一毫變動的可能性都沒有,在這條峽谷的深處,或許還埋藏著極其珍貴的遺跡,如果火星過去真的存在過生命,那些生命的痕跡說不定至今仍藏在這里。
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正因如此,水手谷不僅在視覺上極具沖擊力,從科學研究的角度來看,它也被視作火星上最值得深入探索的地點之一,未來只要我們能持續對這條裂谷展開調查,就有機會解開更多關于火星的神秘謎團。
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