火星类比区

王世杰团队 赵宇鴳

“如何研究火星，我们还有一个方法，就是在地球上尋找一个类似火星的区域，这就是“火星类比区”。”

冰岛是研究火星冰与火山相互作用的理想天然实验室。冰岛位于大西洋中脊上，这里冰川，有热泉，酸性、碱性的水热环境和沉积物，冷却的玄武质熔岩和玄武质的沙区。对冰岛环境的研究，帮助科学家们了解一个岩浆正在活动着的冰冷火星会在地表保存什么样的产物？这里的微生物有什么特点？可能保留怎样的生物遗迹物？冰岛还帮助科学家理解火星的各种岩浆过程，冰冻条件下玄武岩的风化，还有多种不同物理化学条件水体的相互作用。这些认知都对理解火星的表面过程及其重要。

此外，地球上的火山和撞击坑，是类地行星科学研究中重要的类比研究区（不只针对火星）。例如，位于夏威夷大岛（Big Island）的基拉韦厄火山（Kilauea Volcano），是现在依然活动着的活火山。对它的观测可以帮助科学家了解火山的结构，熔岩流，熔岩管道，火山碎屑物的特征和分布，塌陷坑的构造等等。此外，对地球火山喷出的气体开展直接观测，使科学家了解行星内部的水和挥发份是以什么形式进入地表，对重建类地行星的演化历史，重建古环境和气候变化意义重大。

地球上结构保存最为完好的撞击坑，是美国亚利桑那州的陨石坑，形状如碗，是简单撞击坑的经典形貌。突起的撞击坑边缘，如果开车经过，会误以为是一座山呢。针对这个撞击坑的研究有很长的历史，包括撞击坑的形貌，高温高压矿物和冲击结构等等;每年还会有行星科学的学生夏令营到这里实习。形成这个撞击坑的陨石（The Holsinger Meteorite）也在访客中心里展览。

最后，从严格的科学意义讲，地球的火星类比区域只能部分类比火星，因为火星表面的环境与地球存在着不少差异。例如，火星表面辐射水平比地球近地空间站还要高;火星大气只有地球大气的0.6%，接近真空;火星地表平均紫外辐射高于地球极区或高海拔地区;火星表面的土壤和沙尘具有强氧化性，在地球表面非常少见;火星每日早晚温差大（例如在好奇号着陆点盖尔撞击坑，温差可达100℃），在地球上无类比;此外，火星表面存在干冰混合水形成的霜冻（温度可达零下140℃），在地球上罕见。然而，即便如此，各种各样的火星类比区依然给我们提供了宝贵的窗口，去探寻和理解火星表面正在发生着的和过去曾经经历过的种种过程和变化，和生命存在的更多可能。（编辑/高纬时）