太空探索2012/10
期刊架位号[1272]

火星板块渐露峥嵘

    美国“好奇”号火星车登陆火星,传回的火星地貌照片令人们有一种似曾相识的感觉,那里太像地球的一些荒漠地带了。如果人们从地表向地下再稍微深入一点儿,也许会再次涌起似曾相识的感觉,因为火星也许具备一种地球上存在的东西——板块。

    水手谷:火星断层的大手笔

    此前科学家一直认为,地球是太阳系唯一有板块构造的行星。所谓板块,说的是地球的岩石圈并非完整的石板一块,而是裂开形成了多块。地球上目前有7个大板块和几十个小板块,我国的主要领土就位于欧亚板块之上。

    尹安是美国加州大学洛杉矶分校的行星地质学家,最近他分析了火星奥德赛飞船上的热辐射成像系统拍摄的卫星照片,以及美国航宇局火星勘测轨道飞行器的卫星照片。他发现,火星上的裂缝非常像他曾经观察的喜马拉雅山和西藏的断层系统,与美国加利福尼亚州的断层系统也很相似,不用说,火星裂缝附近的地貌与地球的那些地方也很相似。

    比如火星上的水手谷,它是太阳系各个行星上的峡谷系统中最长和最深的一个,绵延近4000千米,是地球上的科罗拉多大峡谷长度的9倍。经过计算,水手谷的北侧和南侧岩层彼此在水平方向上错位了大约150千米。与之相比,地球上加州的圣安德裂斯断层两个板块的交界处,错位了大约2倍的距离,因为地球大约是火星的2倍大小。

    所以,水手谷可能就是火星两个板块的交界处,是由火星断层制造的巨大裂缝。尹安还发现火星上有一条陡峭的悬崖,与加利福尼亚的死亡谷悬崖很相似。死亡谷悬崖是由断层切出来,那么火星上的悬崖可能也是断层的杰作。

    火山链泄露板块运动秘密

    另一个火星上有板块运动的证据来自火山链。火星上有几条又长又直的火山链,包括构成了著名的塔尔西斯群山的三个火山,它们都是巨大的盾火山,著名的奥林匹斯山也位列其中,该火山高达22千米,是太阳系第一高峰。火星上的几条火山链,可能都是火星地幔在某处上涌,在地表制造了“热点”,由热点产生的。

    具体说来,火星地幔上面的火星板块处于缓慢而持续的运动之中,而其下的地幔上涌“热点”的位置相对不变,时不时就喷涌向上,于是在其上的板块产生一座火山。板块移动而热点不动,随着时间的推移,火山链就形成了。这种产生机制在地球上也有案例,那就是夏威夷群岛,这组火山岛就是地球板块运动,其下某处的热点向上喷涌地幔物质而产生的。

    火星上的断层可能会在很长的时间沉寂,时间可能长达百万年甚至更久,然后进入短暂的活跃期,板块运动的同时,.甚至可能会制造火星上的地震。

    火星板块上演“慢动作”

    那么,火星上的板块是否会和地球上一样,也有几十块之多呢,尹安认为,火星正处于板块构造的初级阶段,它的岩石圈最多有两个板块。如果说地球表面像是一个破损严重的鸡蛋壳,表面上有许多板块的话,那么火星这个“鸡蛋壳”则只是轻微破裂,虽然正处于越来越破碎的阶段,但是这个破裂过程很缓慢。

    火星这个星球基本上与地球同时产生,火星上的板块数量远远小于地球上的板块数量,可能的原因是火星的体积比地球小,火星半径只有约3400千米,而地球半径近6400千米,所以火星这个“小鸡蛋”内部含有的热量要比地球这个“大鸡蛋”少,由于板块运动的驱动力本质上是星球内部的热源,火星内部热量不足,因此它的板块驱动力就小,火星板块的运动速度就小于地球板块的运动速度,几十亿年过去了,火星仍然处在板块运动的初期,也就不奇怪了。

    火星板块构造目前的情况,也许与地球板块早期的模样类似。这就给地质学家提供了一个极好的研究对象,观察火星板块,他们会对地球板块构造的来龙去脉有更深的了解。

    

(摘自《太空探索》 2012/10 波特 文)


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