當(dāng)火星雅丹“撞臉”地球雅丹

劉茜

另一個(gè)星球上的“同款”

雖然有一個(gè)“丹”字，但雅丹地貌并沒(méi)有色彩的意味，它的名字源于維吾爾語(yǔ)里的“陡峭山丘”，在中國(guó)古書(shū)中被稱(chēng)為“龍城”或“龍堆”。除了南極洲和大洋洲，地球的雅丹地貌在各大洲均有分布，主要出現(xiàn)在地表的各大沙漠中。

火星上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的雅丹地貌則主要分布在低緯度地區(qū)，例如位于赤道地區(qū)的梅杜莎溝槽組（中國(guó)天文學(xué)名詞委的官方譯名定為美杜莎塹溝群）和埃律西昂平原。

形成雅丹地貌的主要外營(yíng)力（又稱(chēng)外動(dòng)力，由星殼以外所產(chǎn)生的改變地表形態(tài)、地殼結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地殼巖礦成分的動(dòng)力）是風(fēng)，風(fēng)的強(qiáng)度、頻率和方向決定了它對(duì)地層的雕琢方式。而被雕琢的地層本身的巖石特性，則決定了地層能夠被雕琢成什么樣的形態(tài)。這是影響雅丹地貌形態(tài)的兩個(gè)最主要的因素?；鹦茄诺ず偷厍蜓诺さ摹白材槨?，也正是在這兩個(gè)主要因素上出現(xiàn)了差別，讓兩個(gè)星球上的雅丹地貌，在相似中又有些微的不同。

“雅丹”在地球

在中國(guó)，雅丹地貌主要分布在柴達(dá)木盆地等西北干旱、寒冷、多風(fēng)的區(qū)域。

柴達(dá)木盆地位于青海省西北部，是青藏高原上最大的山間斷陷盆地，也是中國(guó)雅丹地貌面積最大的區(qū)域，盆地內(nèi)有大約1/3 的面積被雅丹地貌占據(jù)。這里是地球上海拔最高、最干旱的沙漠之一，在一些干鹽湖地區(qū)甚至存在沒(méi)有任何生命跡象的極端環(huán)境。

但柴達(dá)木盆地并非生來(lái)就如此干旱，遠(yuǎn)古時(shí)期這里曾經(jīng)是一片巨大的內(nèi)陸湖泊，因此，盆地內(nèi)有古代湖床沉積形成的年輕地層。這樣的地層比較軟，風(fēng)的吹蝕作用更明顯。風(fēng)吹走松軟的表層，形成規(guī)模比較小的流線(xiàn)形雅丹地貌，迎風(fēng)面圓鈍、背風(fēng)面尖細(xì)，呈現(xiàn)出水滴或鯨背的形態(tài)。

而在更古老、更堅(jiān)硬的地層上，風(fēng)的吹蝕作用很難改變地貌，更多的是靠風(fēng)中攜帶的顆粒打磨巖石，以磨蝕作用打造地表。而堅(jiān)硬的地層也往往能夠形成更為高大的長(zhǎng)壟形雅丹地貌。吹蝕或磨蝕產(chǎn)生的巖石碎屑，又往往繼續(xù)被風(fēng)吹積，形成彎月形的沙丘，與雅丹地貌相伴而生。

不管是流線(xiàn)形還是長(zhǎng)壟形的雅丹，都有一道明顯的長(zhǎng)軸，在雅丹形態(tài)的長(zhǎng)寬比為4 ：1 的時(shí)候，氣流阻力的合力最小，這也是雅丹形態(tài)的理想成熟狀態(tài)。

在柴達(dá)木盆地，雅丹形態(tài)的這道長(zhǎng)軸與柴達(dá)木盆地終年盛行的西北風(fēng)方向相符。風(fēng)順著雅丹間的廊道吹過(guò)，現(xiàn)在仍然持續(xù)侵蝕巖體，不斷拓寬雅丹之間的間距，也讓雅丹形態(tài)變得越來(lái)越細(xì)長(zhǎng)。最終，雅丹地貌將會(huì)逐漸退化成侵蝕平原。

“雅丹”在火星

火星上的情況則稍微有所不同。這里的氣候當(dāng)然比柴達(dá)木盆地更為寒冷和干燥，具有更大的晝夜溫差。

更大的區(qū)別在于水在其中充當(dāng)?shù)慕巧?。在形成雅丹地貌的過(guò)程中，風(fēng)對(duì)地表的侵蝕限于干燥的表面，通常最多只能向下“挖掘”到地下水的潛水面位置。因此，在地球上，地下水阻擋了風(fēng)對(duì)地層的進(jìn)一步塑造，限制了雅丹的發(fā)育高度。

在火星上，風(fēng)卻幾乎可以不受阻礙地向下侵蝕，讓火星表面的雅丹地貌高度和規(guī)模都遠(yuǎn)大于地球。而降水和植被的缺位，加上火星表面較低的重力，使得高聳的雅丹不易崩塌，又讓火星表面的雅丹地貌更為“長(zhǎng)壽”，可以保留更長(zhǎng)的時(shí)間。

梅杜莎溝槽組是火星上雅丹地貌最豐富的地區(qū)之一。火星的地形地貌有著明顯的南北二分差異，可謂“判若兩球”。梅杜莎溝槽組正好就沿著火星地形南北二分性的邊界分布，綿延大約5000 千米的長(zhǎng)度，被奧林匹斯火山和埃律西昂火山群分別形成的兩個(gè)被火成巖（又稱(chēng)巖漿巖）覆蓋的大型區(qū)域（大火成巖?。A在中間。

火成巖的風(fēng)化碎屑被風(fēng)和曾經(jīng)的流水搬運(yùn)到這里沉積下來(lái)，不如柴達(dá)木盆地的古湖床沉積層松軟，因此，這里的雅丹形態(tài)相對(duì)粗糙，外形線(xiàn)條不如柴達(dá)木盆地的雅丹流暢。

另一點(diǎn)形態(tài)差異則主要由風(fēng)向?qū)е拢涸诿范派瘻喜劢M，雅丹形態(tài)的脊線(xiàn)往往是彎曲的，不如柴達(dá)木盆地的雅丹脊線(xiàn)平直，代表著形成過(guò)程中的風(fēng)向并不單一。

火星上還有一些橢圓形的雅丹地貌，迎風(fēng)面和背風(fēng)面基本對(duì)稱(chēng)，代表著這里有兩個(gè)方向相反的盛行風(fēng)向，這也與柴達(dá)木盆地有所不同。

“雅丹”里藏著30億年前的秘密

梅杜莎溝槽組的雅丹地貌可能形成于30 多億年前，在火成巖物質(zhì)堆積的間斷期發(fā)育而成。

通過(guò)對(duì)火星表面雅丹地貌發(fā)育階段的研究，可以一窺遠(yuǎn)古火星的氣候、水文等環(huán)境條件，行星地質(zhì)學(xué)家甚至可以從梅杜莎溝槽組的雅丹形態(tài)，“讀出”當(dāng)初曾經(jīng)有幾次沉積間斷期，又有幾次改變了盛行風(fēng)的風(fēng)向。

雅丹地貌往往還能呈現(xiàn)出地層的剖面，暴露出更為古老的地層信息。對(duì)這些信息的閱讀當(dāng)然必須基于對(duì)地球上雅丹形態(tài)發(fā)育過(guò)程的實(shí)地研究和充分了解，也依賴(lài)于火星表面的高清分辨率照片。在難以實(shí)地勘測(cè)和取回樣本的情況下，這種利用相似性的研究一直是行星科學(xué)的研究手段之一。除了柴達(dá)木盆地之外，地球上還有阿塔卡瑪沙漠、力拓河、猶他州和南極干谷等與火星環(huán)境相似的研究基地。1DD00931-FF1F-4701-A1DD-783DF9A7B2B3