□ 波 特/文
美國“好奇”號火星車登陸火星,傳回的火星地貌照片令人們有一種似曾相識的感覺,那里太像地球的一些荒漠地帶了。如果人們從地表向地下再稍微深入一點兒,也許會再次涌起似曾相識的感覺,因為火星也許具備一種地球上存在的東西——板塊。
此前科學(xué)家一直認為,地球是太陽系唯一有板塊構(gòu)造的行星。所謂板塊,說的是地球的巖石圈并非完整的石板一塊,而是裂開形成了多塊。地球上目前有7個大板塊和幾十個小板塊,我國的主要領(lǐng)土就位于歐亞板塊之上。
尹安是美國加州大學(xué)洛杉磯分校的行星地質(zhì)學(xué)家,最近他分析了火星奧德賽飛船上的熱輻射成像系統(tǒng)拍攝的衛(wèi)星照片,以及美國航宇局火星勘測軌道飛行器的衛(wèi)星照片。他發(fā)現(xiàn),火星上的裂縫非常像他曾經(jīng)觀察的喜馬拉雅山和西藏的斷層系統(tǒng),與美國加利福尼亞州的斷層系統(tǒng)也很相似,不用說,火星裂縫附近的地貌與地球的那些地方也很相似。
巨大的水手谷
地球(左)與火星大小比較
比如火星上的水手谷,它是太陽系各個行星上的峽谷系統(tǒng)中最長和最深的一個,綿延近4000千米,是地球上的科羅拉多大峽谷長度的9倍。經(jīng)過計算,水手谷的北側(cè)和南側(cè)巖層彼此在水平方向上錯位了大約150千米。與之相比,地球上加州的圣安德裂斯斷層兩個板塊的交界處,錯位了大約2倍的距離,因為地球大約是火星的2倍大小。
所以,水手谷可能就是火星兩個板塊的交界處,是由火星斷層制造的巨大裂縫。尹安還發(fā)現(xiàn)火星上有一條陡峭的懸崖,與加利福尼亞的死亡谷懸崖很相似。死亡谷懸崖是由斷層切出來的,那么火星上的懸崖可能也是斷層的杰作。
另一個火星上有板塊運動的證據(jù)來自火山鏈?;鹦巧嫌袔讞l又長又直的火山鏈,包括構(gòu)成了著名的塔爾西斯群山的三個火山,它們都是巨大的盾火山,著名的奧林匹斯山也位列其中,該火山高達22千米,是太陽系第一高峰。火星上的幾條火山鏈,可能都是火星地幔在某處上涌,在地表制造了“熱點”,由熱點產(chǎn)生的。
具體說來,火星地幔上面的火星板塊處于緩慢而持續(xù)的運動之中,而其下的地幔上涌“熱點”的位置相對不變,時不時就噴涌向上,于是在其上的板塊產(chǎn)生一座火山。板塊移動而熱點不動,隨著時間的推移,火山鏈就形成了。這種產(chǎn)生機制在地球上也有案例,那就是夏威夷群島,這組火山島就是地球板塊運動,其下某處的熱點向上噴涌地幔物質(zhì)而產(chǎn)生的。
火星上的斷層可能會在很長的時間沉寂,時間可能長達百萬年甚至更久,然后進入短暫的活躍期,板塊運動的同時,甚至可能會制造火星上的地震。
那么,火星上的板塊是否會和地球上一樣,也有幾十塊之多呢?尹安認為,火星正處于板塊構(gòu)造的初級階段,它的巖石圈最多有兩個板塊。如果說地球表面像是一個破損嚴重的雞蛋殼,表面上有許多板塊的話,那么火星這個“雞蛋殼”則只是輕微破裂,雖然正處于越來越破碎的階段,但是這個破裂過程很緩慢。
火星這個星球基本上與地球同時產(chǎn)生,火星上的板塊數(shù)量遠遠小于地球上的板塊數(shù)量,可能的原因是火星的體積比地球小,火星半徑只有約3400千米,而地球半徑近6400千米,所以火星這個“小雞蛋”內(nèi)部含有的熱量要比地球這個“大雞蛋”少,由于板塊運動的驅(qū)動力本質(zhì)上是星球內(nèi)部的熱源,火星內(nèi)部熱量不足,因此它的板塊驅(qū)動力就小,火星板塊的運動速度就小于地球板塊的運動速度,幾十億年過去了,火星仍然處在板塊運動的初期,也就不奇怪了。
火星板塊構(gòu)造目前的情況,也許與地球板塊早期的模樣類似。這就給地質(zhì)學(xué)家提供了一個極好的研究對象,觀察火星板塊,他們會對地球板塊構(gòu)造的來龍去脈有更深的了解。
夏威夷島鏈就是地下熱點和板塊運動的聯(lián)手作品
水手谷如果出現(xiàn)在地球表面,將貫穿整個美國