出品：探索 《科學(xué)好故事》第一期
編譯：葉傾城 任天
當(dāng)太空飛船緩緩降落在冥王星表面后，你開(kāi)始從休眠中蘇醒過(guò)來(lái)，懵懵懂懂從艙窗向外看，你努力想找到太陽(yáng)的位置；最終，你會(huì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)就在天空的最頂點(diǎn)。盡管異常明亮，但此時(shí)你與太陽(yáng)的距離要比在地球時(shí)與太陽(yáng)的距離遠(yuǎn)了40倍，此時(shí)，冥王星接收到的太陽(yáng)光線卻不及地球的千分之一。
現(xiàn)在是冥王星的中午時(shí)分，但感覺(jué)卻像在夜晚一樣：你能看到所有的星星，盡管地平線上籠罩著一層藍(lán)色的薄霧，使最下方的星光有些閃爍，望向遠(yuǎn)方，在夜空繁星的映襯下，冥王星表面的山巒輪廓大多顯得模糊不清。
一周時(shí)間就可以“環(huán)游冥王星”
太空飛船著陸冥王星后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己“身體變輕”，因?yàn)檫@里的重力僅是地球的十五分之一。你仰望天空，試圖找到冥衛(wèi)一（Charon，又稱“卡戎”）。然而在這個(gè)時(shí)候，這顆鄰近的衛(wèi)星是觀測(cè)不到的。這兩顆矮行星因?yàn)楸怀毕︽i定，總是在軌道上呈現(xiàn)相同的一側(cè)。此時(shí)，你所探訪的冥王星一側(cè)與冥衛(wèi)一的軌道相對(duì)，因此只有在返回地球的途中，你才有機(jī)會(huì)一睹這顆冥王星最大的衛(wèi)星。
人類的“新視野號(hào)”經(jīng)過(guò)9年的太空飛行，2015年才飛抵冥王星軌道，對(duì)冥王星表面展開(kāi)大量高分辨率的觀測(cè)。通過(guò)對(duì)觀測(cè)圖像的深入分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，冥王星并不是一顆充滿塵埃、平平無(wú)奇的巖石星球，這是一個(gè)有著懸崖、峭壁、峽谷，以及大片固態(tài)氮冰的復(fù)雜天體。根據(jù)目前的定義，冥王星是一顆矮行星，直徑為2372公里，周長(zhǎng)約為7647公里。這是一顆小型星球，只要表面有路可以行車，勇敢的探險(xiǎn)者在一周時(shí)間內(nèi)就可以完成“環(huán)球旅行”！
讓我們來(lái)設(shè)想了一個(gè)冥王星公路旅行方案。很顯然，我們首先需要?jiǎng)?chuàng)造性地假設(shè)冥王星表面有了一定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，要知道，冥王星表面最溫暖時(shí)也僅有零下223攝氏度，堪稱“怪物級(jí)”嚴(yán)寒；此外，我們還需要面對(duì)其他許多對(duì)人類探訪者不利的環(huán)境條件。另一方面，我們對(duì)冥王星的了解，只限于新視野號(hào)飛掠的一側(cè)表面，因此對(duì)另一側(cè)半球的冒險(xiǎn)旅行也只能靠發(fā)揮想象力了。
降落
你的著陸點(diǎn)位于“冥王星之心”——湯博區(qū)（Tombaugh Regio，以發(fā)現(xiàn)冥王星的克萊德·湯博命名）——西部邊緣的一個(gè)平坦區(qū)域。往東，史波尼克高原（Sputnik Planitia）如同巨大的米黃色海洋，一直延伸至地平線以外。在這片高原上，你可以看到一些多邊形圖案，那是熱量緩慢從冥王星內(nèi)部溢出的地方。不過(guò)，這片廣闊區(qū)域表面既不是大海，也不是陸地，而是凍結(jié)的氮。當(dāng)你的靴子踩在白色的氮平原上時(shí)，會(huì)發(fā)出輕微的嘎吱聲。盡管從表面上看，這里與地球表面迥然不同，但就在氮平原的下方，可能隱藏著人類熟悉的液態(tài)水海洋。
在史波尼克高原的北面和南面，是冥王星表面最獨(dú)特的地形：綿延的山脈。這其中包括了希拉里山脈，由高原上延伸近5公里的巨大水冰塊構(gòu)成，高度相當(dāng)于落基山脈。你在這里可以拍攝到旅途中最美的風(fēng)景之一：亮白色的史波尼克高原和克蘇魯區(qū)（Cthulu Macula）在前景相遇，而山脈在背景中若隱若現(xiàn)。
這些山脈是如何形成的？它們或許是冥王星水冰殼的一部分，像地球構(gòu)造板塊一樣移動(dòng)和碰撞，所產(chǎn)生的裂縫又會(huì)被氮冰填滿，導(dǎo)致水冰像巨大的原木堵塞堆積，最終成為冥王星巨大的水冰山脈。
這個(gè)時(shí)候你也許會(huì)想睡一覺(jué)，因?yàn)樵诼猛局羞x擇遵循像地球上一樣一天24小時(shí)的晝夜節(jié)律。但是，冥王星的一天相當(dāng)于6個(gè)地球日，并且冥王星在自轉(zhuǎn)時(shí)軸心傾斜119度（相比之下，地球軸心傾斜23.5度），意味著飛船著陸的北半球的大部分區(qū)域會(huì)在半年時(shí)間里接收恒定陽(yáng)光（盡管較為微弱）。在冥王星表面，你不會(huì)看到像地球上那樣的日出和日落，太陽(yáng)始終懸掛在高空中，只是依據(jù)你所在緯度不同而改變方位。
第二天的旅行
第二天早上，你繼續(xù)向南行駛。在接近賴特山（Wright Mons，一座冰火山）時(shí)，你會(huì)經(jīng)過(guò)諾蓋山脈（Norgay Mountains），一路穿過(guò)崎嶇的山坡，最終攀升至超過(guò)3000米的高度，到達(dá)一片深度超過(guò)諾蓋山脈高度的洼地。在這個(gè)巨大的洼地中，打開(kāi)探照燈只能看到向兩側(cè)延伸的石壁，而看不到對(duì)面遠(yuǎn)在數(shù)十公里以外的洼地邊緣。
當(dāng)?shù)诌_(dá)巨大的皮卡山（Piccard Mons）時(shí)，你會(huì)更加興奮。這座山就位于賴特山以南，也是一座冰火山，其頂部邊緣的高度達(dá)約4.6公里，是冥王星最高的地貌之一。盡管地處低緯度，太陽(yáng)高度較低，但陽(yáng)光仍然能夠微微照亮深火山口的遠(yuǎn)端和底部。
你靜靜地坐著，對(duì)著這個(gè)長(zhǎng)期困擾地球科學(xué)家的冥王星特征陷入沉思。陽(yáng)光穿透冥王星稀薄大氣層時(shí)，將天空染成藍(lán)色，你望著遠(yuǎn)處的地平線，這一情景仿佛日落。
然而，你很快就想起了旅行，開(kāi)始繼續(xù)朝東南方向行駛。在冰火山附近逗留太久會(huì)很危險(xiǎn)，因?yàn)槟銦o(wú)法判斷它是否會(huì)噴發(fā)。
對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，賴特山和皮卡山充滿了未解之謎。圓形結(jié)構(gòu)和較深的洼地表明它們是由冰構(gòu)成的巨大火山，但科學(xué)家仍不完全確定冰火山的形成原理與地球巖石火山有什么區(qū)別。這些巨大的冰火山可能是冥王星表面冰噴發(fā)的產(chǎn)物，但這一觀點(diǎn)仍有待進(jìn)一步研究分析。
第三天的旅行
第三天，你北上到達(dá)史波尼克高原的東側(cè)，即湯博區(qū)的右葉。盡管從廣闊高原的另一側(cè)看過(guò)來(lái)，這里呈現(xiàn)明亮的米黃色，但來(lái)到這里你才會(huì)發(fā)現(xiàn)，這片高地崎嶇不平，坑坑洼洼，行進(jìn)路線在幾公里寬的冰凍氮池周圍蜿蜒。河流從氮池中延伸出來(lái)，切開(kāi)水冰表面，開(kāi)辟峽谷，就如同巨大的氮冰川，最終流入史波尼克高原。
你繼續(xù)沿著湯博區(qū)右葉行進(jìn)，然后向東，最終到達(dá)一個(gè)漂浮在氮冰之上的觀測(cè)臺(tái)。在這里，你可以看到冥王星著名的刃狀地形。你將沿著甲烷冰脊行駛長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，欣賞這些壯觀而危險(xiǎn)的地貌。隆起的冰脊就像鋒利的鋸齒狀刀刃一樣，高度可達(dá)數(shù)千米。它們形成了甲烷條紋結(jié)構(gòu)，在下方的冰凍氮池上留下怪異的陰影。
湯博區(qū)東部隆起的刃狀地形可能起源于冥王星早期，甲烷以冰的形式在冥王星表面聚積，之后升華，從而形成這些鋒利的鋸齒狀特征。類似的刃狀冰沉積物，也存在于地球安第斯山脈頂部，被稱為“冰釘”。二者的形成方式一樣，只不過(guò)地球上的冰釘是由水冰形成，而不是甲烷冰。相比之下，地球上的冰釘通常只有幾米高，而冥王星表面的鋒利冰脊如同一條巨大的帶子，環(huán)繞在冥王星一半的赤道上，一直向新視野號(hào)探測(cè)器無(wú)法觀測(cè)的另一側(cè)半球延伸。
當(dāng)你離開(kāi)刃狀地形，向西北方向前行時(shí)，景觀變成了一片更均勻的棕褐色廣闊區(qū)域，遍布撞擊坑和巨大坑洞。這就是隼鳥(niǎo)高地（Hayabusa Terra）。再往前走，出現(xiàn)了樹(shù)枝狀的山谷網(wǎng)絡(luò)。你已經(jīng)來(lái)到了冥王星的北極附近，身處一個(gè)巨大的峽谷系統(tǒng)中，這里的一切都覆蓋著一層薄薄的甲烷冰。沿著底部平坦的巨大峽谷，氮物質(zhì)向南匯入史波尼克高原。
你向南繼續(xù)出發(fā)，穿過(guò)塵土飛揚(yáng)的廣闊地帶——冥王星最平坦的高地區(qū)域之一。沿著伯尼隕石坑?xùn)|部邊緣行進(jìn)時(shí)，你可以稍作休息。這個(gè)隕石坑的命名是為了紀(jì)念威妮夏·凱瑟琳·道格拉斯·伯尼（Venetia Katharine Douglas Burney），正是她命名了冥王星（Pluto）。 伯尼隕石坑的東部邊緣并非急劇陡坡，而是一個(gè)同心圓丘陵系統(tǒng)，里面有更多的山，也有許多坑坑洼洼的隕石坑。你繼續(xù)向南行進(jìn)，會(huì)經(jīng)過(guò)壯觀的伊南娜槽溝和杜木茲槽溝，兩條峽谷都向西延伸。
史波尼克高原的北部和西部是冥王星最古老的地形，存在許多撞擊坑，這表明在這顆星球的進(jìn)化歷史中，星球表面和大氣層的活躍性并不高，未能改變表面構(gòu)造。
在平原地帶行進(jìn)大約一整天之后，你可能會(huì)感到越來(lái)越煩躁，很難注意到途中的許多峽谷和隕石坑。但接下來(lái)，景色將迅速變換。在大部分旅途中，光線都足夠讓你至少看清車輛周圍的一切。但到了這里，地面變成了深棕色，幾乎無(wú)法辨認(rèn)表面的紋理結(jié)構(gòu)。
你已經(jīng)進(jìn)入了克蘇魯區(qū)，這是一片鯨魚(yú)形狀的廣闊區(qū)域，大部分是平坦的表面，由黑色、柏油狀的有機(jī)化合物組成。這些物質(zhì)是冥王星大氣霧霾顆粒沉積到表面的結(jié)果。太陽(yáng)的紫外線輻射與冥王星大氣中的甲烷和氮相互作用，產(chǎn)生了霧霾顆粒，而在冥王星赤道上方，穩(wěn)定的氣候無(wú)法驅(qū)散這些顆粒，從而使它們沉積下來(lái)。
你的冥王星驚險(xiǎn)旅程最終會(huì)在維吉爾槽溝停下腳步，這是一條穿過(guò)克蘇魯區(qū)的大峽谷，一眼望不到盡頭。維吉爾槽溝是冥王星上結(jié)構(gòu)最陡峭、風(fēng)化最少，也是最年輕的峽谷地形之一，其懸崖高度是科羅拉多大峽谷的兩倍。你很難看到漆黑的峽谷底部，那里似乎存在冰和氨構(gòu)成的熔巖物質(zhì)，有時(shí)會(huì)從地下儲(chǔ)庫(kù)抽吸至星球表面。你可以將探測(cè)車停在東部的峽谷邊緣，這里有一條很寬的裂縫，穿過(guò)冰凍且充滿氮的埃利奧特隕石坑坑壁。
旅程結(jié)束
冥王星的表面具有如此豐富的地質(zhì)學(xué)多樣性，在一個(gè)地方突然出現(xiàn)的某些特征，在別的地方是永遠(yuǎn)找不到的。這顆矮行星仍有許多科學(xué)謎團(tuán)亟待揭曉，許多問(wèn)題要等到下一次探測(cè)任務(wù)才能得到解答。盡管冥王星的環(huán)境過(guò)于惡劣，并不適宜人類登陸進(jìn)行勘測(cè)，但未來(lái)的科學(xué)家將通過(guò)新的太空探測(cè)器揭曉這顆矮行星更多的詳細(xì)特征。
旅程結(jié)束，你將返回太空船，開(kāi)始為期9年的返程之旅。在一個(gè)如此寒冷荒蕪的星球，竟然可以存在如此豐富、如此令人難以置信的自然景象。在閉上眼睛，進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間睡眠之前，你會(huì)看到一顆巨大的灰色星球，那就是冥衛(wèi)一?？茖W(xué)家曾認(rèn)為它是冥王星的衛(wèi)星，但現(xiàn)在看來(lái)，它更可能是冥王星的伴星。這兩顆矮行星相距19570公里，彼此環(huán)繞，而它們繞太陽(yáng)運(yùn)行一周需要248年。
