当火星雅丹“撞脸”地球雅丹

刘茜

另一个星球上的“同款”

虽然有一个“丹”字，但雅丹地貌并没有色彩的意味，它的名字源于维吾尔语里的“陡峭山丘”，在中国古书中被称为“龙城”或“龙堆”。除了南极洲和大洋洲，地球的雅丹地貌在各大洲均有分布，主要出现在地表的各大沙漠中。

火星上已经发现的雅丹地貌则主要分布在低纬度地区，例如位于赤道地区的梅杜莎沟槽组（中国天文学名词委的官方译名定为美杜莎堑沟群）和埃律西昂平原。

形成雅丹地貌的主要外营力（又称外动力，由星壳以外所产生的改变地表形态、地壳结构构造和地壳岩矿成分的动力）是风，风的强度、频率和方向决定了它对地层的雕琢方式。而被雕琢的地层本身的岩石特性，则决定了地层能够被雕琢成什么样的形态。这是影响雅丹地貌形态的两个最主要的因素。火星雅丹和地球雅丹的“撞脸”，也正是在这两个主要因素上出现了差别，让两个星球上的雅丹地貌，在相似中又有些微的不同。

“雅丹”在地球

在中国，雅丹地貌主要分布在柴达木盆地等西北干旱、寒冷、多风的区域。

柴达木盆地位于青海省西北部，是青藏高原上最大的山间断陷盆地，也是中国雅丹地貌面积最大的区域，盆地内有大约1/3 的面积被雅丹地貌占据。这里是地球上海拔最高、最干旱的沙漠之一，在一些干盐湖地区甚至存在没有任何生命迹象的极端环境。

但柴达木盆地并非生来就如此干旱，远古时期这里曾经是一片巨大的内陆湖泊，因此，盆地内有古代湖床沉积形成的年轻地层。这样的地层比较软，风的吹蚀作用更明显。风吹走松软的表层，形成规模比较小的流线形雅丹地貌，迎风面圆钝、背风面尖细，呈现出水滴或鲸背的形态。

而在更古老、更坚硬的地层上，风的吹蚀作用很难改变地貌，更多的是靠风中携带的颗粒打磨岩石，以磨蚀作用打造地表。而坚硬的地层也往往能够形成更为高大的长垄形雅丹地貌。吹蚀或磨蚀产生的岩石碎屑，又往往继续被风吹积，形成弯月形的沙丘，与雅丹地貌相伴而生。

不管是流线形还是长垄形的雅丹，都有一道明显的长轴，在雅丹形态的长宽比为4 ：1 的时候，气流阻力的合力最小，这也是雅丹形态的理想成熟状态。

在柴达木盆地，雅丹形态的这道长轴与柴达木盆地终年盛行的西北风方向相符。风顺着雅丹间的廊道吹过，现在仍然持续侵蚀岩体，不断拓宽雅丹之间的间距，也让雅丹形态变得越来越细长。最终，雅丹地貌将会逐渐退化成侵蚀平原。

“雅丹”在火星

火星上的情况则稍微有所不同。这里的气候当然比柴达木盆地更为寒冷和干燥，具有更大的昼夜温差。

更大的区别在于水在其中充当的角色。在形成雅丹地貌的过程中，风对地表的侵蚀限于干燥的表面，通常最多只能向下“挖掘”到地下水的潜水面位置。因此，在地球上，地下水阻挡了风对地层的进一步塑造，限制了雅丹的发育高度。

在火星上，风却几乎可以不受阻碍地向下侵蚀，让火星表面的雅丹地貌高度和规模都远大于地球。而降水和植被的缺位，加上火星表面较低的重力，使得高耸的雅丹不易崩塌，又让火星表面的雅丹地貌更为“长寿”，可以保留更长的时间。

梅杜莎沟槽组是火星上雅丹地貌最丰富的地区之一。火星的地形地貌有着明显的南北二分差异，可谓“判若两球”。梅杜莎沟槽组正好就沿着火星地形南北二分性的边界分布，绵延大约5000 千米的长度，被奥林匹斯火山和埃律西昂火山群分别形成的两个被火成岩（又称岩浆岩）覆盖的大型区域（大火成岩省）夹在中间。

火成岩的风化碎屑被风和曾经的流水搬运到这里沉积下来，不如柴达木盆地的古湖床沉积层松软，因此，这里的雅丹形态相对粗糙，外形线条不如柴达木盆地的雅丹流畅。

另一点形态差异则主要由风向导致：在梅杜莎沟槽组，雅丹形态的脊线往往是弯曲的，不如柴达木盆地的雅丹脊线平直，代表着形成过程中的风向并不单一。

火星上还有一些椭圆形的雅丹地貌，迎风面和背风面基本对称，代表着这里有两个方向相反的盛行风向，这也与柴达木盆地有所不同。

“雅丹”里藏着30亿年前的秘密

梅杜莎沟槽组的雅丹地貌可能形成于30 多亿年前，在火成岩物质堆积的间断期发育而成。

通过对火星表面雅丹地貌發育阶段的研究，可以一窥远古火星的气候、水文等环境条件，行星地质学家甚至可以从梅杜莎沟槽组的雅丹形态，“读出”当初曾经有几次沉积间断期，又有几次改变了盛行风的风向。

雅丹地貌往往还能呈现出地层的剖面，暴露出更为古老的地层信息。对这些信息的阅读当然必须基于对地球上雅丹形态发育过程的实地研究和充分了解，也依赖于火星表面的高清分辨率照片。在难以实地勘测和取回样本的情况下，这种利用相似性的研究一直是行星科学的研究手段之一。除了柴达木盆地之外，地球上还有阿塔卡玛沙漠、力拓河、犹他州和南极干谷等与火星环境相似的研究基地。1DD00931-FF1F-4701-A1DD-783DF9A7B2B3