PBS科普系列纪录片《新星 NOVA》每集都会深入探讨不同的科学研究主题。该节目探讨的主题包括切尔诺贝利核反应堆的回归、历史未解之谜的破解、亚马逊森林砍伐的长期影响以及开创性的医疗技术革新等。
在太空中看地球,会发现这是一个生机盎然的世界,有大陆有海洋,有绿地有沙漠,有火山喷发遗留下来的壮观遗址,有板块运动形成的丰富多彩的地形,偶尔还能通过地震听到地球脉搏的“跳动音符”,这里一切的生机勃勃都来源于地球上的各类生命和地球本身的地质活动。
火星——地球的“孪生姐妹”,同为太阳系八大行星之一,火星算得上是我们地球家园的近邻了。那么,火星的情况如何呢?作为地球上的高级生物,人类发明了无人探测器登上火星,传回的照片显示那里是一片荒芜死寂的砂石世界,十分凄凉。要知道,火星可是地球的“孪生姐妹”呀!它俩都诞生在46亿年前,并大致遵循着相同的演化轨迹。在形成的早期阶段,“姐妹俩”都有活跃的内部化学反应,都有原始混沌大气以及火山喷发。它们同样有高山峡谷,同样有南极北极,同样有四季变化……然而,体积的巨大差异终究还是导致两颗行星走上了截然不同的演化之路。
相比火星,地球“个头较大”,巨大的体积有着先天优势,可以保存更多的内部热量,地核的外核长期维持熔融态,地幔上部是岩浆发源地的软流层。由此产生的磁场能够保护地球大气层避免被太阳风吹散,地幔的对流活动则产生板块运动、火山喷发和地震,活跃的内动力使得这些地质活动源源不竭。再来看火星,很小的体积导致内部热量快速散发,逐渐冷却。诞生不过几亿年的时光,逐渐失去了活跃的内部“发电机”。失去了内部动力后,诸如板块运动和火山喷发等地质活动也几乎不存在,磁场也随之消失,没有了磁场,火星表面彻底被太阳风洗礼,大气层变得非常稀薄。种种迹象似乎都在表明火星已然“作古”?
然而人类经过勘测竟然发现了火星表面有一道巨大的地质断裂带,前后延展超过4500公里,最宽的地方超过600公里,深度则达8公里,这种规模比地球上任何一处的大峡谷都要宏伟,算得上是太阳系的峡谷之王。从火星照片就可看出,它就像是火星“脸上”一道宽大的“割痕”。在1972年,人类探测器“水手9号”发现了这个峡谷,“水手谷”因此得名。地球上也有相似的地质景观,例如美国的圣安德烈斯断层,它就处于向西南运动的北美板块和向西北运动的太平洋板块交界处,是地球表面最长和最活跃的断层之一,因地壳板块运动形成。
别看现在火星死气沉沉,它曾经也有火山喷发的!火星上有太阳系已知的最高、最大火山——奥林匹斯山,高度超过21.9千米。就连地球上最高山峰珠穆朗玛峰(海拔高度8848米)也还不到它的1/2。奥林匹斯山是盾状火山,宽约600公里,占地约30万平方公里,可想而知火星上的这座火山有多大!除了奥林匹斯火山,附近还保留着三座巨型火山,以及大量的山脊和断崖。之前科学界大都认为,由于火星太小,较快的内部冷却速度不允许它存在板块活动。研究人员更倾向于将这种地貌特征归为滑坡等事件。随着更多研究发现的出炉,有科学家则认为这可能是火星在过去25万年间板块活动的证据,板块运动在火星地质历史中可能占有重要地位。
随着科学探测的深入,科学家又发现火星甲烷浓度随季节而呈现周期性变化,并经常在北半球夏季末时达峰值。甲烷气体的来源已是待解谜团,现在又新添上季节性变化这个新约束。
对比地球,绝大多数甲烷的制造者是微生物,这样是否可以推测,火星上的甲烷也来自微生物?但也可能是某种地质活动而产生,或许还有更多可能性。
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