中国柴达木盆地是地球上最大的类火星环境，对它的科学考察可以为举世闻名的火星探测提供极其重要的类比资料。怎么和柴达木的火星差不多？它对火星的研究领域有什么意义？

▲科考车在柴达木盆地盐滩留下车辙痕迹，这里土质疏松，表面多为强风吹走小尘粒后留下的碎石。摄影/李义良

火星:与地球最相似的行星。

太阳系八大行星之一的火星距离地球2.25亿公里。它是离地球最近的行星，也是太阳系中最相似的行星。它的自轴倾角和自转周期与地球相似，火星日平均为24小时39分35.244秒，公转一周约为地球的两倍。

四十亿年前，火星是一个潮湿、温暖的星球，有浓厚的大气层。其岩石圈、水和大气之间的相互作用在地表形成河流、湖泊和表层沉积物。在进化初期，火星是一个适合生命生存的宜居环境，科学家甚至不能排除火星深层土壤环境中仍然存在生命的可能性——火星可能孕育过生命，现在可能还存在生命，将来也可能孕育生命。

▲这是1998年利用1000张海盗卫星照片制作的火星全景照片。在赤道附近，巨大的水手峡谷清晰可见。资料来源/美国宇航局/JPL加州理工学院/美国地质调查局

后来火星的气候由温暖变为干冷，湖泊河流消失，形成了大规模的风成地貌。与此同时，火星上仍有火山活动，并遭到陨石撞击。因此，地球上几乎所有的地貌都是在其表面发育的，包括火山地貌、冰川地貌、风沙地貌、流水地貌、断崖峡谷和撞击坑。

火星在可居住性、气候变化和地形上与地球相似。如果要探索地外文明，火星将是人类的第一站，地球上类似火星的环境是火星研究的重要参考。

▲这是直径298km的牛顿小行星撞击坑内部一个小型撞击坑北壁上的沟壑。冲沟的形成可能与水和泥石流有关。来源/美国宇航局/JPL加州理工学院/MSSS

火星VS柴达木:

从湿到干，从沙到盐湖。

目前，行星科学家已经在地球上建立了30多个相似性研究基地，范围从两极到赤道。比如智利的阿塔卡马沙漠，作为极度干旱地区，与火星的气候条件非常相似；南极洲麦克默多干谷，一个寒冷干燥的环境，类似于火星上的极端永久冻土；西班牙力拓河(红酒河)用于模拟极端微生物在酸性环境下的生存环境...但就气候和地貌而言，中国的柴达木盆地是最具代表性的类火星环境。

与风沙活动有关的沙丘和丫蛋地貌是柴达木盆地类火星环境的重要特征之一。照片/照片虫创意

柴达木盆地位于青海省西北部，青藏高原东北部，主要分布在青海省海西蒙古族藏族自治州，西北达阿尔金山；西南至昆仑山；东北至祁连山，面积约24万平方公里，是中国三大内陆盆地之一，属于一个巨大的封闭型山间断陷盆地。

大约5亿年前，这里是古海洋的一部分。由于古板块的俯冲和碰撞，南方的昆仑山、东北的祁连山和北方的阿尔金山相继崛起。柴达木在2亿年前成为内陆盆地，约2300万年前形成高原湖泊。

柴达木盆地西部的一个盐湖正在干涸，它完美地展示了盐滩、盐晶和盐湖的环形分布。照片/照片虫创意

周围的山脉阻挡了柴达木盆地受到外界水汽的滋润，造成了极其干旱的气候环境——盆地年降水量长期不足50毫米，而盆地西部则低至14毫米。原来的大湖逐渐蒸发消失，风取代了水，成为柴达木地表形态的塑造者，形成了丰富独特的地形地貌特征。

从湿润宜居的土地到极度干旱的沙漠，火星和柴达木盆地的演化过程非常相似，所以两者的环境也惊人的相似。

▲柴达木盆地的寂静和干旱与火星环境高度相似。有时候，只有天上的云才能提醒人们，它还是属于地球的。摄影/李义良

干旱的地表和丫蛋群是火星地貌的突出特征，这在柴达木盆地也非常明显。丫蛋是极端干旱环境下以风为主要风化侵蚀力的地貌。在太阳光的作用下，火星上稀薄的大气受热不均匀，热空气体上升，冷空气体下降，从而形成了风。风大的地方，沙粒侵蚀岩层，形成大量的丫蛋地貌。

柴达木盆地的丫蛋地貌也是由风形成的。西风从阿尔金山北侧积聚到一定强度后，通过茫崖、冷湖进入，强大的窄管效应进一步增强了这里的风力。据统计，冷湖、茫崖地区风速大于每秒5m的大风日数每年可达289至318天，而8级以上大风日数平均每年高达110天。盛行的西北风强烈地雕琢着干旱的地表，形成了2.24万平方公里的风蚀残丘，是中国最大的丫蛋地貌分布区。在干旱荒凉的土地上，有各种形式的丫蛋景观，如龟背、沟垄、穹顶、圆柱等。，可以说与火星表面难以区分。

▲在柴达木盆地西部广泛分布的丫蛋地貌区，经常可以看到演化到晚期的丫蛋地貌，与火星上的丫蛋地貌十分相似。摄影/杨勇

风塑造了丫蛋的景观，也吹起了灰尘。由于火星和柴达木盆地也是极端干旱的环境，土壤干燥、疏松、细粒，当强风吹过时，会在地表留下长长的痕迹——风吹痕迹由此形成。2003年，火星奥德赛号携带的热发射成像系统在火星南纬6.3、东经14.1拍摄到了巨大的风吹痕迹，柴达木盆地西北缘的沙丘也发生了类似的现象。

▲在柴达木盆地西北缘，由于常年的风，在干燥的土壤表面形成风痕，与火星上的痕迹十分相似。摄影/李义良

同时，火星上沙尘暴和小龙卷风盛行，沙漠环境中经常卷起灰尘，被科学家称为“尘暴”。它是火星表面尘埃进入大气层的主要途径。然而，在夏季的柴达木盆地，地表温度在45℃以上，而大气温度在22℃以下。这种温差使得小型龙卷风频繁发生，干燥的沙地上尘魔层出不穷。

▲2016年，机遇号前往努德森岭，用巡视相机拍摄了火星上的尘暴。来源/美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/亚利桑那州立大学

长期以来，科学家们一直在探索火星上是否还存在液态水。过去，火星上有河流和湖泊。推断随着气候向极度干旱转变，火星上的湖泊在水分蒸发的过程中逐渐演变为盐湖，最终形成了广阔的盐滩。如果罗杰火山口盆地被推断为一个古老的盐湖盆地。

盐湖和盐滩也是柴达木盆地常见的景观。这里的年蒸发量超过2000毫米。在漫长的岁月里，大大小小的咸水湖不断被蒸发，沉淀的盐粒均匀分布在湖底，逐渐成为盐湖，如茶卡盐湖、察尔汗盐湖、西台吉乃尔、东台吉乃尔等。当盐湖表面的卤水越来越少时，就会形成盐滩，如昆特依盐滩、察汗斯拉图盐滩、一里坪盐滩等。

在特定的地质演化和地理环境下，柴达木盆地形成了巨大的盐矿床，呈现出众多的盐湖景观。照片/照片虫创意

此外，1972年，科学家通过deep 空探测器“水手9号”在火星表面发现了干涸的河道，随后又陆续在火星表面发现了干涸的河床、三角洲、冲积扇等大量流水地貌。

柴达木盆地被昆仑山、祁连山和阿尔金山环绕。春夏两季，这些山区的冰川融化形成水流，一路顺山而下形成河流，在山脚下形成冲积扇。然后河水在柴达木盆地的沙漠中自由流淌，形成纵横交错的辫状水系。秋冬季节，气温下降，冰川融水减少，河流断流后，形成大面积干涸的河流。

从空看，祁连山山前平原开阔，冲积扇连成一片，层层叠叠。摄影/**

从湿润到干燥，从丫蛋地貌到沙尘暴现象，从古盐湖到盐滩的形成，柴达木盆地的演化过程与火星高度相似。此外，极端的气候使它成为一个无人区，那里的生命非常罕见。可以说是地球上最像火星的地方。

它通向火星和美丽的风景。

对于科学家来说，柴达木盆地是一个不可多得的火星环境类比研究对象。他们将盆地西部沿315国道至东30公里尖山的广大地区命名为“火星谷”。岩滩和丫蛋南北跨度160公里，是这里的主要地貌特征，适合研究火星的环境演变和气候变化。

柴达木盆地西部有着令人叹为观止的风蚀地貌，让人有穿越火星的感觉。-供图/蠕虫创意

2020年，美国、中国和欧洲航天局空将发射新的火星车对其表面进行采样，并最终将样本带回地球，从而最终确定火星上是否存在生命。在着陆计划的前期工作中，火星车的设计最为重要。面对火星上极度干旱和频繁的沙尘和恶魔，柴达木盆地可以为火星车的安全着陆和运行提供优质的力学测试场所。

从科学研究的角度来看，科学家可以通过对比柴达木和火星内外两方面的相似性，了解太阳系乃至整个宇宙的组成、演化和可居住性。比如火星上有丫蛋群，柴达木盆地也有，成因相似。由此可以从柴达木的地貌推断出火星上的地层分布规律和气候规律。

▲美国宇航局研制的好奇号火星车在火星盖尔陨石坑发现了富含矿物盐的沉积物，表明陨石坑内曾有一个盐湖。图/NASA

2020年7月15日至8月15日，阿联酋的“希望”火星工程、中国的“田文一号”工程、美国的“火星2020”工程相继发射，掀起了人类探索火星的热潮。但在目前的科技条件下，人类正式登陆火星的日期还是个未知数。

7月23日，我国“田文一号”火星探测器成功升级为空，开始了我国首次独立的火星探测任务。资料来源/国家航天局

火星很远，柴达木却很近。2019年3月，中国首个火星模拟基地在柴达木盆地茫崖市冷湖地区建成。在这里，火星营地被设计成一个全封闭的火星太空舱空，可以提供完整的“火星登陆”体验。雨奖得主、科幻作家刘曾说:“当我第一次去冷湖时，我毫不怀疑自己真的置身于火星的环境中。”

火星所在的奥伯良是中国最大的丫蛋地貌群——柴达木丫蛋地貌群的一部分。从远处看，一幅巨大的丫蛋风景像一座雕塑。这里的戈壁滩荒凉无边，人走在其中，仿佛置身于火星地带，陌生而孤独。

▲2019年3月，冷湖火星营地投入使用。全年寒冷多风，少雨干旱，昼夜温差大，大面积丫蛋地貌，类似火星环境。照片/照片虫创意

与这个火星地带类似的还有“火星一号公路”，起于G315 953 km、954 km的路标，止于冷湖五号石油基地遗址，全长88 km。是无人区盐碱沙漠中唯一的土石路。

它被誉为柴达木盆地最壮丽的丫蛋景观走廊，地表为沙质盐壳。除了茂密的丫蛋地貌，全程没有一寸植被，也没有任何动物。千百年来，在强烈的风蚀作用下，地面形成了深浅不一的沟壑，***的岩层堆叠清晰，出现了平顶的方山丫蛋、之字形的丫蛋、金字塔形的丘亚丹、灯塔形的丫蛋...

在柴达木盆地的无人区，道路向远方延伸，一路上寂静而荒凉。照片/照片虫创意

但“火星地貌”并不是柴达木唯一的风景。夏季昆仑山、祁连山的冰雪融化，给这个干旱的盆地增添了许多壮丽的景色。发源于昆仑山中段北坡冰川的那灵格勒河，流入柴达木西部的东台湖和西台吉乃尔湖，部分淹没了东台湖畔的丫蛋地貌，形成了独特的水丫蛋景观，这就是乌苏特丫蛋地质公园。碧蓝的湖面上，破土而出的是一个个大大小小的风蚀丘，高度从几米到一百多米不等，不断变化成长长的脊、鲸背、柱、墙，极为壮观。

与盐湖的丫蛋地貌相遇，构成了世界上发现的最早的水丫蛋景观。照片/照片虫创意

当水遇到盐滩，就形成了另一种风景。祁连山西支柴达木山的冰雪融水，孕育了美丽的大柴旦湖。原来是一片干盐滩。地下有各种盐的晶体。当出现局部水或其他补给水时，干盐滩中结晶的盐类就会溶解，形成各种坑洞，形成大小不一的不连通水面。深蓝色和浅绿色五彩缤纷，最宽的水面是亮蓝色，亮如翡翠。因此，当地人也称之为“翡翠湖”。

柴达木湖水面蓝绿色纵横交错，犹如从天而降的玉石，散落在柴达木广袤的土地上，令人叹为观止。照片/照片虫创意

这就是柴达木盆地的奇观——一半土地贫瘠干旱，被称为地球上最像火星的地方；一半充满了水和光，带来了壮丽的盐湖景观。这样的景观让人不禁好奇——假设火星上有水，它的未来会像柴达木一样五彩缤纷吗？

▲2004年，勇气号在火星“丈夫山”附近拍摄照片，火星表面可以看到岩石受风化后产生的碎屑物质，荒漠景观与柴达木盆地的西部十分相似。