大自然的鬼斧神工 | 现实中的阿凡达“潘多拉”星球！

地球上的潘多拉

想在地球上寻找潘多拉的奇幻瑰丽，位于中国南部的张家界联合国教科文组织全球地质公园可能会给你答案。在这里，你会发现跟《阿凡达》电影场景中无比类似的巨大方边的柱状岩层，笼罩在薄雾中的丰富植被和飞流而下的瀑布。当这些场景组合起来并牢牢地附着在这片神奇的土地上时，它们的大小和几何形状赋予了它们一种似乎违背物理定律的超凡脱俗的外观。你要相信，此刻呈现在你眼前的，就是地球上最接近潘多拉星球的一幕。

当科幻电影场景实实在在出现在你的眼前，你心里的震惊我们完全可以理解。但现在的科学家已经完全洞悉了创造这些奇迹的自然之手究竟来自何方，忘记CGI和不合适的3D眼镜吧，在地球上创造潘多拉你需要构造学，水和时间，而且是很多的时间。

张家界公园

张家界是联合国教科文组织世界遗产和联合国教科文组织全球地质公园的所在地，拥有3000多座石柱和山峰，形成了著名的“峰林”奇观，每年大约有600万游客前来参观，欣赏奇绝的险峰。

张家界虽美，但相较于中国长期广受追捧的热门景点来说，这里还是一个新兴的旅游名胜地。

据北京地理科学与自然资源研究所的黄和清教授介绍，公众和科学界对这个公园的兴趣在过去的几十年才刚刚起步。他说:“1979年，张家界通过中国现代艺术大师吴关中的一幅画而出名，现在它是中国最受欢迎的自然奇观之一。”

探索之始

2009年，墨尔本大学的地貌学家Jan-Hendrik May博士成为中国科学院的访问研究员。他和黄教授谈到了遍布张家界的石柱。在那时，还没有人知道这些石柱形成的原因，也没有人了解它们有多大“柱龄”，Jan-Hendrik May博士和黄教授决定进行调查。

一年后，他们在张家界召开了一次国际研讨会，以准确地评估对于张家界地貌的研究现状，同时，也通过研讨会从世界各地类似的地形研究中了解有哪些可借鉴的经验。这次会议也正式揭开了探索张家界公园奥秘的序幕。

解码公园秘密

May博士说：“无论对于学界、公众还是地方官员来说，对张家界最感兴趣的问题都是，这处景观有多大？ 什么时候开始发展的？这些惊人的支柱有几千年，几百万年，几千万年的历史吗？ 没人知道。“

研究的第一步从收集不同层级柱子上的岩石开始。如果May博士和黄教授能够像电影《阿凡达》的主人公一样敏捷地绕山航行，收集岩石将变得非常简单，但是电影毕竟是电影，May博士和黄教授面临的第一个重大挑战就是：如何从这些巨大柱子的垂直表面获得岩石样本?

他们都没办法沿着垂直落差300米的悬崖收集样本，幸运的是他们获得了当地人的帮助。

May博士说：“有些当地人一直住在这里，他们甚至可以在垂直的墙壁上表演他们的舞蹈。当我们问他们是否可以从垂直的墙壁上取样一些岩石，我们得到了肯定的回答。但是当我看到他们采样的过程时，我感到非常紧张，甚至一度出现眩晕的感觉。” 这些样本随后被送往澳大利亚核科学和技术组织，在那里对它们进行宇宙成因核素分析。分析发现这些矿物同位素是由不断轰击地球的宇宙射线产生的。 “宇宙射线与接近地表的岩石非常强烈地相互作用，但在岩石中却呈指数级的下降。”May博士说。

“潘多拉”秘密公开

May博士说: “我们可以计算这些核素积累的速率，然后测量我们岩石中的浓度，从那里我们可以直接推断出暴露的时间，这就是我们所说的地表曝光测年，或SED。研究人员计算出石墙顶部的最大侵蚀速率为每千年约2.5毫米。在河流穿透景观的底部，侵蚀速度更快，但每千年仍然只有122毫米，而垂直的立柱墙则以中等速度甭解和后退。这听起来不算太多，但每隔一百万年就会有48米的坚硬岩石从柱子上移走。

“如果你知道所有这些表面在景观中侵蚀的速率，并且计算了侵蚀量，你基本上可以把这些速率转化为时间。我们的计算表明，在大约500万年前的上世纪，峰林开始形成，尽管公园中心最高的柱子可能比这年轻。”

张家界的岩石由4亿年前沉积在浅海中的沙子形成。然后，在接下来的3.5亿年里，它们被构造力反复拉扯和断裂。这种压裂导致了一种整齐的，网格状的图案，这在今天的许多支柱中仍然可以看到。很久以后，当印度在三千万年前开始与亚洲发生碰撞时，张家界的砂岩就开始缓慢上升，成为高原 ，之后，水开始进入这些裂缝，一直在缓慢地侵蚀岩石。

黄教授说：“这些柱子的显著形状主要是由三个因素造成的。砂岩很坚固，有95%的石英。垂直节理发育得很好，可以通过河流进行深度切割。第三，该地区的构造活动较低，因此几乎是水平岩石的支柱在很长一段时间内都存在。”为了计算出地形的年龄，研究人员必须计算出在柱子开始形成之前的高原岩石的总量，然后使用三维制图来计算剩余岩石的数量。

《阿凡达》里潘多拉星球的故事已经渐渐远去，但地球上的潘多拉正和我们在一起，而且在未来的几百万年里都将静静陪伴着人类，继续感受风、水和时光的雕刻。

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