我曾经拥有一颗火热的心 ——对火星如今是否存在板块活动的简单分析

火星作为地球的近邻，一直以来就是科幻电影里的常客，在不久的将来，人类开拓外星移民地时，火星就是首选地之一。我们生活的地球上每天都发生着地震和火山活动，强烈的火山活动和地震往往带来巨大的人员和经济损失，如果火星上没有这些自然灾害，对于人类移民火星是非常有利的。下面我们就来分析下火星上有没有造成灾害的根源——板块活动。

地球的伙伴——火星

 火星的平均半径是3390km，而地球的平均半径6371km，火星比地球小了这么多，火星内部还可能达到地球那么高的温度吗？如果火星上有板块运动，那么在板块下方就需要有流体存在，比如说岩浆，就像船只只能在水上移动，在陆地上就动不了了。科学家通过建立温度与深度之间的物理模型，推出火星核幔边界温度在1300℃左右，而相对的，地核温度高达6700℃。此外，火星内部的两种特殊的岩石——尖晶石和橄榄石还是保持低温低压时的结构，而这种结构要发生变化需要1300℃。综合来看，可以推出火星幔基本就是固态的，至少火星幔的上部会与外壳共同组成厚达数百千米的固体壳层。缺少了下部充足的流体，火星上就不可能发生板块运动了。

比较一下板块活动和火山活动，我们发现火山活动是点维度上的活动，而板块运动是面维度上的活动，相对来说，发生火山活动会比发生板块运动要容易得多，如果火星上没有火山活动，就肯定没有板块运动。所以我们需要知道火星上最近的火山活动发生的时间。

美国的Werner研究组通过分析火星各岩层陨石坑的数量和密度，计算出了火星上火山的活跃年龄。对于火星来说，岩层形成时间越早，撞击坑数量越多，密度越大。因为原始火星是太阳系星云盘中的物质在不断撞击中不断聚合形成的，随着物质的逐渐集中，相对的，发生撞击的频率也会下降。通过分析就可以知道地层的相对年龄，进而得到绝对年龄。结论是火星上的火山都非常古老，都有三十多亿年的历史了，说明火星上火山活动很早之前就停止了。既然所需条件更低的火山活动都早已停止，那么板块运动也一定早已停止了。

“好奇号”火星探测器效果图

大家都知道地球外边有一层磁场，像防弹衣一样保护着地球免受来自太阳和宇宙中高能粒子的攻击，地核中含有丰富的铁镍等元素，而可以导电的铁镍等元素在地核中对流会产生环状电流，然后电流就会生成全球性的磁场，科学家把这种理论形象地称为磁场发电机理论。那么我们就可以通过研究火星的磁场来判断火星内部有没有液体的流动。

火星现在没有全球性的磁场，但是火星上带磁性的岩石有规律的分布说明火星曾经是有全球性磁场的。在生活中，对于一块磁铁，我们可以采用加热或者将其狠狠摔到地上来消磁，同样的，陨石撞击带磁性的岩石时的巨大冲击力和高温也会让岩石消磁。科学家发现火星上一些陨石坑的磁性反常的微弱，这说明在陨石撞击之后，陨石坑中的岩石并没有再次被行星磁场磁化，这说明此时行星发电机已经停止了，美国的Lillis研究组推算出火星发电机仅存在于41.3亿年前。这也说明现在火星内部并不像地球一样有熔融的对流区域，或者对流极其微弱。这种强度的活动，不足以支持火星的板块运动。

科学家还找到了其他很多证据，例如研究火星表面岩石的年龄，地球上那些老的板块会随着碰撞俯冲回到地幔重熔再生，所以地球上最老的板块只有3亿年，然而火星表面很古老，甚至没有什么特别大的年龄差，都在37亿年左右，这也说明板块运动在远远早于37亿年前一定完全停止了。

通过对温度，火山运动，磁场及地质年龄等多个方面的简单分析，我们可以得出结论：在火星形成的早期，是存在剧烈的板块运动的，但是经历了四十多亿年的演化，火星的内部早已平静，现在的火星表面已经是一个整体，不存在板块运动了。

那么，火星没有板块运动对于人类有什么意义呢。首先，在不远的将来，人类很可能会定居火星，火星上是没有地震和火山喷发等由火星内部引起的自然灾害的，这对于定居的人类来说将会非常有利。第二，对于古老的过去，由于火星上没有板块活动，所以远古生成的壳层和岩石等相对于地球来说会得到很好的保存。这对于研究火星早期的历史，以及太阳系早期的演化是很有帮助的。由于地球与火星形成的相似性，反过头来又可以为对地球的演化研究提供材料，加深我们对于地球的了解。最后，对于遥远的未来，现在的火星由于冷却而形成了现在的模样，那么随着地球的冷却，最后地球会变成什么样？火星的现状让我们有了一个合理的猜想，给我们提供了一个思路。