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跟着“妈咪”逛火星

“妈咪”号在74500千米高度拍摄的火星,摄于2014年9月28日(ISRO)。

印度空间研究组织(Indian Space Research Organisation,ISRO)的“妈咪”号火星探测器(Mars Orbiter Mission, MOM)入轨还不到一周,就已经要迫不及待地“一展身手”了。ISRO在北京时间周二清晨发布了“妈咪”号拍摄的火星“全身照”。这张照片由“火星彩色相机(Mars Colour Camera, MCC)”在2014年9月28日拍摄,是至今最高分辨率的单张火星全球照。

印度人摘取这一“桂冠”可谓不折不扣的“歪打正着”——因为其他的火星轨道探测器都“太成功了”,在很靠近火星的轨道上运行,虽然可以全天候近距离观测火星,但却无从在远处“一览庐山真面目”。而印度受制于当前的技术能力,无法将“妈咪”号送到低轨道,只能送到一个时而靠近火星、时而远离火星的扁长轨道上,最近时为422千米,最远处可达7.7万千米(作为比较,最近入轨的美国宇航局“美文”号,最近点为150千米,最远点为6200千米)。这张惊艳的照片,就是在“妈咪”号的轨道最高点附近拍摄的。

这张照片让我想起另一张非常著名的照片:阿波罗17号在1972年拍摄的地球全身照,昵称为“蓝色弹珠”。虽然我们都知道火星是一片不毛之地,但在我看来,“妈咪火星”倒也透着几分可爱,让人忍不住想跳上去一探究竟。这时候,我们就需要一位火星导游了。虽然我不研究火星,但至少我的专业还是可以和火星拉上点关系,不如这次我客串一下“导游”的角色吧。

“蓝色弹珠”,阿波罗17号摄于1972年12月7日。

大家第一眼注意到的,或许是画面正中偏上方的浅色部分,这叫做“阿拉伯高地(Arabia Terra)”。为什么叫这名字呢?因为19世纪意大利天文学家夏帕雷利在观测火星时,注意到这一带地方比较明亮,他觉得它的样子挺像阿拉伯半岛,于是就将其命名为“阿拉伯”。巧合的是,“蓝色弹珠”照片中,阿拉伯半岛也正好在画面上方。好吧,在我看来这两者实在不怎么像,除了看起来的确都比较明亮之外…… 阿拉伯高地相当高大,最宽处接近5000千米,其东南角比西北角高4千米左右,差不多相当于青藏高原之于东部沿海地区的相对高度。科学家们认为,这一带地区是火星上最古老的地区之一。阿拉伯高地的中央有两个巨大的环形山,左上方的称为卡西尼环形山,右下方的称为吉洪拉沃夫环形山,两座环形山的直径都有400千米左右。科学家们注意到这两座环形山的底部有独特的纹理,可能是在水的作用下形成的。考虑许多其他的证据,人们认为这两座环形山在很久以前曾是两个巨大的湖泊。

“火星侦察轨道飞行器”拍摄的卡西尼陨石坑,显示坑底有独特的纹理。

阿拉伯高地的左上方是火星的北极,可以看到大片朦胧的云系覆盖在北极上空,这是火星上最引人注目的天气特征之一:沙尘暴。火星沙尘暴曾左右了美苏太空争霸的进程——1971年12月2日,前苏联探测器“火星”3号抵达火星,其着陆器是有史以来第一个成功在火星进行软着陆的人类探测器,然而着陆器却仅仅工作了15秒时间就与地球失去联系,其原因可能是当时正席卷火星全球的一场巨大沙尘暴损坏了着陆器的通讯系统,因此第一次有实际价值的火星着陆任务,当属后来美国人的“维京”号。沙尘暴的边缘有一座非常明亮的环形山,称为李奥环形山。这座环形山让人们非常好奇,因为火星北半球曾经被巨大的海洋覆盖,环形山大多已经被抹去,因此李奥环形山应该是最近形成的。李奥环形山底部的年轻河谷表明,液态水在大约仅仅100万年前可能仍然存在于此处。这个时间尺度在动辄上亿年的地质学上可算是“宛若昨天”。

阿拉伯高地的右方和下方被较暗的区域环绕,右方的暗区称为“大流沙(Syrtis Major)”,19世纪也称为“沙漏海(Hourglass Sea)”或“大西洋水道(Atlantic Canale)”。之所以有这些让人神往的称呼,是因为人们很早就注意到它的亮暗随季节变化,认为它是火星上的浅海,直到20世纪60到70年代,“水手”号和“维京”号到访,才揭开了谜底:颜色的变化是沙子随风移动导致的。下方的暗区称为“子午线高原(Sinus Meridiani)”,2004年在火星表面着陆的“机遇”号火星车,目前仍然在那里工作。子午线高原之所以得到这一名称,是因为它是火星本初子午线的定义点,其中的“艾里-0”陨石坑被定义为经度零点。“机遇”号在子午线高原发现了在水的参与下才能形成的矿物,表明这一地区在数十亿年前曾经被水覆盖。在沙漏海和子午线高原交界处有个大环形山,叫惠更斯环形山,其内部发现存在石灰岩,同样证明此处曾一度潮湿。子午线高原北端的大环形山叫夏帕雷利环形山,其内部的独特纹理据认为是在风、火山活动和水的共同作用下形成的。

夏帕雷利环形山底部的纹理,据认为是在风、火山活动和水的作用下形成的。

子午线高原左边的灰色区域称为“珍珠湾高地(Margaritifer Terra)”,与子午线高原下方的浅色狭长区域——“迪乌卡连尼区(Deucalionis Regio)”——相连接。珍珠湾高地得名于印度南部的一处海湾。“战神谷(Ares Vallis)”从珍珠湾高地“流”出,“流”向画面左边以外的“克里斯平原(Chryse Planitia)”。战神谷在这幅全球影像中看的并不是很清楚,但其他轨道飞行器的观测数据显示,其水流侵蚀的特征非常明显。1997年的“火星探路者”号着陆器和“旅居者”号漫游车即着陆于战神谷的末端,靠近克里斯平原的地方。人们认为,在遥远的过去,战神谷曾是一条发源于珍珠湾高地的巨大河流,流入克里斯平原,而克里斯平原则是一个广阔的海湾。(想去度假了有木有?)

迪乌卡连尼区的下方是“潘多拉海峡(Pandorae Fretum)”和广阔的“诺亚高地(Noachis Terra)”。同“大西洋水道”(即“大流沙”)一样,潘多拉海峡之所以得到这个名字,是因为19世纪时人们错误地认为这是一道海峡。诺亚高地是火星上最古老的区域之一,火星地质学上的“诺亚纪”即以这一地区命名。诺亚高地的右方,我们可以看到“希腊平原(Hellas Planitia)”的一部分。希腊平原比四周的高地要深9000米,是火星上最深的区域之一,比地球上最深的雅鲁藏布江大峡谷还要深2倍。人们认为,它是39亿年前一颗小行星撞击形成的。希腊平原比四周明亮许多,早在19世纪就被人们注意到。“火星侦查轨道飞行器”的观测表明,其边缘处有数百米深的冰川埋藏于地表之下。在诺亚高原的下方,我们可以看到火星南极冠的一部分。火星的极冠主要由水冰组成,厚达3千米,在地球上以小望远镜也可看见。火星极冠的冰层下有可能存在未曾冻结的湖泊,也许现在仍然是生命的乐园,这就有待未来的探险家们去探索了。

“火星全球勘探者”号探测器拍摄的火星南极冠。

“科幻小说之父”儒勒·凡尔纳在他的名作《格兰特船长的儿女》中曾借一位角色之口说道:“我们是地理学上的迟到者,新大陆都被前人发现过、探索过了!”在地球上,也许是的,但我们拥有一整个宇宙呢。能生活在新一轮的“地理大发现”的年代,我和在座的各位一样感到十分幸运。如果凡尔纳晚生一个世纪,不知道他又能写出多少本脍炙人口的新作。(编辑:球藻怪)

文章题图:haughtonmarsproject.com

The End

发布于2014-10-04, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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小龙哈勃

天文研究生,科班出身的天文/气象爱好者

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