太阳系最大山的奥秘：火星上的奥林帕斯山
太阳系中有许多奇妙的山峰，它们或高或低，或险或平，或实或虚，或静或动，展现了不同的地质形态和演化历史。其中，最引人注目的，当属火星上的奥林帕斯山，它是太阳系中已知的最高的山，也是最大的火山，其规模之巨，令人惊叹。本文将从以下三个方面，介绍奥林帕斯山的起因，经过和结果，揭示它的奥秘。
起因：火星的地幔柱和低重力
奥林帕斯山是一座盾状火山，也就是由流动性较强的玄武岩质熔岩喷发而形成的火山。它的直径约为600公里，面积大约为30万平方公里，相当于华北平原的大小。它的高度约为22公里，是珠穆朗玛峰的两倍多，是地球上最高峰的三倍。它的火山口由6个互相覆盖的陷落组成，总体上长约80公里，宽约60公里，火山口壁高达3.2公里。它的外围边缘有陡峭的悬崖，最高处超过了8公里，相当于珠穆朗玛峰的高度。
那么，奥林帕斯山是如何形成的呢？它的形成主要与火星的地幔柱和低重力有关。地幔柱是一种由地幔深处上升的热物质流，它可以穿透岩石圈，到达地表，形成火山活动。地幔柱是一种稳定而持久的现象，它可以在同一地点持续数亿年，不受板块构造的影响。火星上有四个主要的地幔柱，分别位于塔尔西斯山、埃律西昂山、阿斯克劳山和奥林帕斯山的下方。奥林帕斯山的地幔柱是最强大的一个，它提供了大量的熔岩，使得奥林帕斯山不断增长。
低重力是另一个影响奥林帕斯山高度的因素。火星的重力只有地球的三分之一，这意味着火星上的山可以长得更高，而不会因为自身的重量而崩塌。在地球上，山的高度受到岩石的强度和重力的限制，一般不会超过15公里。而在火星上，这个限制可以达到40公里。因此，奥林帕斯山可以长得比地球上的任何山都高。
经过：火星的火山活动和风化剥蚀
奥林帕斯山的形成经历了数亿年的时间，它的火山活动和风化剥蚀也有着不同的阶段。根据火星的地质历史，可以将奥林帕斯山的发展分为以下几个时期：
? 诺亚克期（约40亿至35亿年前）：这是火星上最古老的地质时期，也是火星上火山活动最旺盛的时期。在这个时期，奥林帕斯山开始形成，由于地幔柱的强烈上升，大量的熔岩从火山口喷发，形成了一个巨大的火山盾。这个时期的熔岩主要是玄武岩质的，流动性较强，可以形成较平缓的坡度。这个时期的奥林帕斯山可能已经达到了15公里的高度，但是由于火星的大气压力较高，风化剥蚀作用也较强，使得山体的形状不太明显。
? 赫斯珀利亚期（约35亿至30亿年前）：这是火星上的第二个地质时期，也是火星上火山活动的第二个高峰期。在这个时期，奥林帕斯山继续增长，由于地幔柱的上升速度减慢，熔岩的黏度增加，形成了更多的安山岩质熔岩。这种熔岩流动性较差，可以形成较陡峭的坡度。这个时期的奥林帕斯山可能已经达到了20公里的高度，但是由于火星的大气压力开始下降，风化剥蚀作用也减弱，使得山体的形状更加突出。
? 亚马逊期（约30亿至10亿年前）：这是火星上的第三个地质时期，也是火星上火山活动的衰退期。在这个时期，奥林帕斯山的增长速度明显减慢，由于地幔柱的上升速度进一步减慢，熔岩的黏度进一步增加，形成了更多的流纹岩质熔岩。这种熔岩流动性更差，可以形成更陡峭的坡度。这个时期的奥林帕斯山可能已经达到了22公里的高度，但是由于火星的大气压力继续下降，风化剥蚀作用也继续减弱，使得山体的形状更加清晰。
? 亚马逊期晚期（约10亿年前至今）：这是火星上的第四个地质时期，也是火星上火山活动的停止期。在这个时期，奥林帕斯山的增长基本停止，由于地幔柱的上升速度极其缓慢，熔岩的黏度极其增加，形成了少量的流纹岩质熔岩。这种熔岩流动性极差，可以形成极陡峭的坡度。这个时期的奥林帕斯山可能已经达到了23公里的高度，但是由于火星的大气压力极低，风化剥蚀作用也极弱，使得山体的形状几乎不变。
结果：火星的地标和奥林帕斯山的相关信息
奥林帕斯山不仅是火星上的一座壮观的火山，也是火星上的一个重要的地标。它的位置和形状可以在火星的地图上清晰地辨认出来，也可以在地球上的望远镜中观察到。它的存在也对火星的气候和地貌产生了一定的影响，比如影响了风向和风速，形成了一些特殊的云层和沙尘，创造了一些独特的地貌和景观。本节将介绍一些与奥林帕斯山相关的火星地标和信息，让我们更深入地了解这座神奇的山。
奥林帕斯山光环
奥林帕斯山光环（Olympus Mons aureole）是环绕奥林帕斯山的崎岖地形，由几个部分组成：西北方的Lycus Sulci、东北方的Cyane Sulci、东方的Sulci Gordii和东南方的Gigas Sulci，其中Lycus Sulci面积最大。地形名词sulci为复数，意为多条接近平行的沟和脊（subparallel furrows and ridges），而奥林帕斯光环的地表即充满此类地形。
奥林帕斯山光环最早由水手9号发现，也引发了种种解释成因的假说。其中一项说明这些是由奥林帕斯山边缘崩塌、往外推移而成，也就是多次大规模块体移动，而这也解释了奥林帕斯山周围斜坡（Olympus Rupes）的成因。另有假说则解释这些崎岖地是借由冰的润滑顺着重力往外扩散，模型预测的内缘为拉张、外缘为挤压亦符合观测。
奥林帕斯山光环是火星上最大的火山堆积物，也是火星上最大的地质构造之一，它的存在反映了奥林帕斯山的巨大体积和长期活动，也展示了火星上的火山活动和地壳运动的复杂性和多样性。
阿克戎槽沟（Acheron Fossae）位于奥林帕斯山北方一千公里，中心位于 37°17′N224°12′E\uFEFF / \uFEFF37.29°N 224.2°E\uFEFF / 37.29; 224.2\uFEFF (Acheron Fossae)，长718.0公里。Fossae为复数，意为长条形凹地（long, narrow depressions）。
阿克戎槽沟是多条东西向断层组成的地堑-地垒系统，可能是受底下软流圈岩浆上升流抬昇、受张力形成正断层所致，类似地球的裂谷，而东部有可能的因裂谷而生的火山地形。地形观察显示当时裂谷仍活动时，此地的岩石圈很薄、较热。撞击坑数量定年显示裂谷活动于39至37亿年前的诺亚纪，比属于亚马逊纪的塔尔西斯众火山还老。
阿克戎槽沟是火星上最古老的裂谷之一，也是火星上最大的裂谷之一，它的存在反映了火星早期的地幔动力学和地壳伸展，也展示了火星上的火山活动和地壳运动的演化和变化。
塔尔西斯高原
塔尔西斯高原（Tharsis）是火星上的一个巨大的火山高原，位于奥林帕斯山的东南方，占据了火星表面的四分之一左右的面积。它的中心位于 12°N259°E\uFEFF / \uFEFF12°N 259°E\uFEFF / 12; 259\uFEFF (Tharsis)，高度约为10公里。
塔尔西斯高原是由多次的火山喷发和堆积形成的，它的形成时间可能与奥林帕斯山相近，也是由地幔柱的上升所驱动的。它的上面有四座巨大的盾状火山：阿尔西亚山（Arsia Mons）、帕弗尼斯山（Pavonis Mons）、艾斯克雷尔斯山（Ascraeus Mons）和阿拔山（Alba Mons），其中阿拔山位于高原的北部，其余三座位于高原的中部，形成了一条南北向的火山链。这四座火山的高度都超过了15公里，仅次于奥林帕斯山。
塔尔西斯高原是火星上最大的火山区域，也是火星上最高的地区，它的存在对火星的地形和气候产生了重要的影响，比如造成了火星的赤道隆起，影响了火星的自转和轨道，形成了一些特殊的风向和风速，创造了一些独特的地貌和景观。
奥林帕斯山的观测和探测
奥林帕斯山是火星上最容易观测到的地标之一，它的位置和形状可以在火星的地图上清晰地辨认出来，也可以在地球上的望远镜中观察到。它的存在也吸引了许多的探测器和科学家的注意，它被认为是火星上最有可能存在生命的地方之一，也是火星上最有可能进行人类登陆的地方之一。
奥林帕斯山最早被地球上的天文学家发现，他们在19世纪后期用望远镜观察到了火星上的一个明亮的亮点，被命名为“奥林帕斯山之雪”（Nix Olympica）。[2]直到1972年，水手9号探测器才从轨道上拍摄了奥林帕斯山的照片，证实了它是一座巨大的火山，也是太阳系中最高的山，于是正式命名为奥林帕斯山（Olympus Mons）。
