寻找外星山洞( 二 )


第三种类型的洞穴 , 被称为“非典型环形凹坑” , 一般比普通的熔岩凹坑入口更大更深 , 直径有时达300米左右 。它们还有非常陡峭的垂直壁 , 有时还有显著的岩脊 , 表明它有长度不明的横向通道 。这些非典型环形凹坑呈圆形 , 初看很像撞击坑 , 但它们不是撞击形成的 。地质学家虽然尚未确定这些洞穴的实际形成过程 , 但他们从理论上认为 , 其形成过程与断裂带中形成洞穴的过程类似 , 不过是以具有局域性特点的方式产生了一个巨大的孤立凹坑 。
未知洞穴都属于这三类 。其中许多似乎有岩脊 , 其下的洞穴深不见底 。拍摄只限于表层 , 所以也没有办法测量这些深不可测洞穴的长度 。或许我们看到的是一个敞开的简单凹坑 , 也可能是一个绵延数千米的洞穴的入口 。至于许多可能更小的孔穴 , 因图像分辨率太低 , 也很难识别 。
月球洞穴
类似的洞穴也已在月球上发现 。上世纪60年代 , 行星科学家提出 , 月溪(长而窄的山谷)不是由水而是由熔岩流形成的 , 因此它们与地球上的熔岩洞穴很相像 , 但这些洞穴可能因月球重力较弱而要大得多 。这种观点意味着月球可能拥有地下洞室 , 这些洞室有数千米长 , 有400米~500米宽的空问 。计算表明 , 某些大型地下洞室的顶部可能厚达30米到60米 , 使它们非常稳固 , 而且能充分防护外太空的严酷辐射 。
几十年前当第一批无人轨道器拍摄月球时 , 科学家发现了大量潜在的熔岩洞 。它们大多数都分布在月球正面最西边的风暴洋 , 但是搜索表明其它地方可能还有许多 。不幸的是 , 这些早期探测器上的照相机没有足够的图像分辨率 , 因此科学家不能确定这些熔岩洞是否足够地大 。
在过去十年裡 , 日本、中国、印度和NASA的月球轨道器携带着更高级的照相机 , 已经分辨出许多可能是洞穴的地貌 。类似火星 , 有些与熔岩洞穴有关 , 有些与断裂带有关 , 还有一些则与地貌没有显著关联 。
亚利桑那州立大学的james Ashley说 , 月球正面有两个凹坑 , 一个在风暴洋的Marius山地区 , 另一个在静海 , 它们最令人感兴趣 , 因为它们的岩脊顶下面是空的 。它们的洞壁也呈现引人注目的分层结构 , 可能表明曾有过多次熔岩流 。
日本的“月亮女神”探月卫星拍摄了Marius山凹坑 。据估计 , 它约有60多米宽、80多米深 , 厚实的顶部分为几层 , 厚达约40米到60米 。而静海凹坑更大 , 呈圆环状 , 坑顶显示出多层熔岩流凝固形成的结构 。据估计 , 这个凹坑的宽度和深度都约为90多米 。
这两个凹坑只是目前为止发现的月球洞穴口中最有趣的两个 。例如 , 印度的“月船”1号探测器还分辨出一个1600多米长的熔岩洞 , 其内径估计为150多米到360多米 。NASA的“月球勘测轨道飞行器”上的照相机(LROC)大约拍摄到十来个底部可能有洞穴的凹坑 。事实上 , 光是LROC的数据就如此之多 , 以致科学家们尚未全部检查一遍 。该项目的科学团队设立了一个网站(http://target.lroc.asu.edu/da/qmap.html) , 任何人都可以通过它研究这些高分辨率图像 。
NASA的工程师James Fincannon和我就做过这个工作 , 我们的研究专注于搜索哥白尼环形山北半部的洞穴 。只用了一个周末 , 我就确定了6个以往资料未曾记录的凹坑和裂缝 。这些特征虽然也由火山过程形成 , 但并非是严格意义的熔岩洞 。
James Ashley和他的同事们提出了一种可能形成过程:在撞击形成哥白尼环形山后的一瞬间 , 它的底部被熔化 , 如同一个熔岩湖 , 当撞击的熔岩冷却并收缩时 , 凝固的表面就产生了裂缝和空洞 。这样形成的体系可能广泛分布于地下 , 甚至可能有适合居住的网状熔岩洞系统 。