《阿凡达：水之道》今天上映，在观影之前，不妨来了解一下关于潘多拉星球、实景灵感来源、奇异动植物的原型等全方位科普小知识！
潘多拉星球有现实原型吗？
根据电影中的设定，潘多拉星球(Pandora)属于半人马座阿尔法星系，是围绕巨型气态行星波吕斐摩斯行星(Polyphemus)运转的十四颗卫星之一。从影片中可观察到，波吕斐摩斯星(Polyphemus)表面“大蓝斑”颇像木星表面的特征性标志“大红斑”,并且该气态巨行星的设定也很像木星。
波吕斐摩斯星(Polyphemus)表面的“大蓝斑”
和木星表面的“大红斑”特征相似
不过潘多拉的“近星”应该不止于木星。潘多拉星球与地球大小相差无几，拥有无与伦比的复杂且独特的生态系统。这里的大气构成与地球不同，大气混合着氨、甲烷、二氧化碳、氧气和氮气，甚至还有占极少比重的氰化氢，人类只有戴上呼吸面罩才能得以生存。
因此，潘多拉星球的现实原型也被不少人认为是土星的卫星——“土卫六”，也是被看作太阳系中与地球最为相像的星球，也是太阳系卫星中唯一拥有牢固的永久大气层的卫星。
NASA“卡西尼号”探测器捕捉到的土卫六图像
图源：NASA/JPL-Caltech/UniversityofArizona/UniversityofIdaho
“土卫六”（又叫泰坦星），被行星科学家称为“地球的原型，怪异行星的样本”。第二部将主场转移到潘多拉星球的海洋世界，泰坦星也被行星科学家SarahH?rst认为拥有双重海洋（地表是由甲烷和乙烷组成的油状海洋，地下是液态水的海洋），并且从原则上说那里既有我们熟知的生命，也有我们不知晓的生命，是不是与我们在潘多拉星球看到最熟悉的陌生生物相似呢？
哈利路亚山实景，取材于中国！
《阿凡达》为观众构建了一个诡异绮丽的潘多拉星球，有着奇怪的地质构造，一座座云雾缭绕的山峰漂浮于空中，仔细打量发现，这些丰富有趣的自然元素竟然就取材于我们身边。
在幕后纪录片《阿凡达：创建潘多拉世界》中概念艺术指导迪伦·科尔（DylanCole）表示一切都高耸入云的潘多拉丛林世界在设计时参考了我国的桂林、张家界的地貌。
图源：纪录片《阿凡达：创建潘多拉世界》截图
桂林山水甲天下，正是源自这里举世无双的峰林与峰丛喀斯特地貌。峰林峰丛喀斯特是一种喀斯特作用最强烈、形态最多样、水文地质条件最完美、自然景观最奇特的喀斯特类型。
而桂林盆地北有猫儿山，西为架桥岭，东是海洋山，三山围起的中部盆地分布峰林与峰丛喀斯特，喀斯特岩石为泥盆系和石炭系坚硬碳酸盐岩连续沉积厚度在米左右，平均年降水量在毫米上下，地壳长期处于微弱抬升和相对稳定的状态。可以说，桂林盆地在岩性、地层分布、地质构造、地形、地壳抬升运动、外源水供给和气候等几乎所有方面为这巍峨壮丽的喀斯特峰林峰丛胜景提供了最优越的条件。
桂林峰林与峰丛喀斯特风景
而潘多拉世界中最具标志性的“哈利路亚山”，原型取景于张家界武陵源袁家界的南天一柱（又名乾坤柱）。与桂林喀斯特地貌不同，张家界地貌是由石英砂岩构成的砂岩峰林地貌。在武陵源风景区内有多根石英砂岩峰柱，石英砂岩岩体又硬又脆，由它构成的峰林坚硬且挺拔，构成了直上直下、根根连地拔起的巍峨壮观之景。
位于湖南张家界的“南天一柱”
至于悬空托起一座座大山的神秘力量，电影中解释为山中蕴含一种叫做“Unobtanium”的神奇室温超导矿石，正是因为这些超导矿石的存在，附近具有了强磁场，从而悬托起哈利路亚大山，而潘多拉星上按照一定规则排列的石桥也是按照磁力线分布的。
图源：《阿凡达》官方剧照
地球上的天然大拱门，或许是潘多拉星球上石拱桥的构思来源。美国犹他州的拱门国家公园，登记在录的天然拱门超过多个，而且由于风力作用，未来还会有新的拱门生成，这里的大部分岩层由恩特拉达砂岩构成，颜色艳丽且不太致密。
坚实的石拱，像峡谷沟壑间的“独木桥”，随着时间流逝、侵蚀加剧，拱门会变得越来越薄
拱门的成因是水和风不断侵蚀暴露在大气中的砂岩，岩石被冲刷成形态各异的峡谷和沟壑，其间的薄壁被称为“石墙”。“石墙”在风霜侵蚀之下，内部松软的部分被逐渐卷走，直到中间的窗口越开越大，遂形成“拱门”。
神奇生物在哪里？
比起地球，潘多拉环境受光更少，引力低，磁场很强，正因为光照、大气、重力等设定与地球截然不同，潘多拉星的植物才长得比地球大好几倍。
潘多拉星光线较弱，环境受光少，带来的另一影响就是生物发光现象的演化。离开了电影的特殊设定，在地球上是否也存在发光的植物呢？
图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
在7月中旬到8月下旬，位于日本南部的八丈岛可以观赏到发光蘑菇。八丈岛气候温暖湿润，在梅雨季节充沛的水汽笼罩着岛屿，正适宜蘑菇生长。
八丈岛上的浓雾和密林孕育了发光蘑菇，虽说没有电影中发光雨林场景璀璨夺目，但披着荧光外衣的植物在夜幕降临的大自然也足够神秘了。
发光蘑菇在暗夜中发出绿宝石般的荧光
图源：中国国家地理年11月
摄影／DanielWinkler
发光蘑菇的发光原理与萤火虫相似，也是一种化学反应，与萤火虫发光的区别在于发光物质的不同。蘑菇的发光物质存于细胞中，是一种被称作为牛奶树碱的抗氧化剂，牛奶树碱分泌后，被羟化酶转变为真正的荧光素，然后荧光素在另一种酶的作用下被氧化，从而使蘑菇发出荧光。
迄今为止世界上已知的发光蘑菇有71种，在我国目前有记载的约11种。由于发光蘑菇大多喜欢生长在温暖湿润的阔叶林中，尤其是腐木。
中国已知发光蘑菇分布图：除了分布于温暖湿润的广东、福建、云南南部和西藏南部的亚热带或热带雨林中，在我国长白山阔叶林里生长着一种喜阴贪凉的月夜菌（也称“月光菌”）
图源：中国国家地理年11月
绘图／宋晓龙
我们此前已经领略了潘多拉星球葱郁的热带雨林，时隔13年《阿凡达：水之道》将探索潘多拉星球浩瀚神秘的水世界，相信不少人已经从预告里瞥见熟悉的海洋“身影”了。
图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
说到海洋，一定少不了珊瑚这个庞大的家族。虽说有些人家客厅也会摆设呈草木状的“珊瑚树丛”，但珊瑚可不是植物，而是隶属于刺胞动物门、珊瑚纲。上图中形状像把“蒲扇”的生物就很类似于地球上的珊瑚成员——柳珊瑚科，扇状的柳珊瑚俗称“海扇”，沿着一个平面扩展生长，有着石灰质的硬“扇骨”和软的扇面。
制片人约翰·兰道（JohnLandau）曾透露过第二部将有新角色登场——海洋生物“图尔鲲”（Tulkun），不仅在《阿凡达：水之道》出现，还会在续集《阿凡达4》(AVATAR：THETULKUNRIDER)中有重要戏份（地理君看名字看出来的）。这个发音和设定，也让人不由想到了庄子《逍遥游》中的鲲，正所谓“鲲之大，不知其几千里也”？
潘多拉星球的大型海洋生物“图尔鲲”
图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
“图尔鲲”体型足有“英尺长”（约等于91.4米）且聪明不输纳美人，由于目前透露的典型特征只有体型庞大这一点，很容易让人联想对应到世界上已知体积最大的动物——蓝鲸，不过即使是蓝鲸，已确认的体长记录也只是三十多米。蓝鲸是“海中饕餮”须鲸家族中的一员，也是地球上的重量级生物，即使是最小巧的小露脊鲸和小须鲸也有好几吨呢。
须鲸家族中的重量级成员——蓝鲸，最重可达吨以上
在第一部时，已经有魅影、伊卡兰等陆生动物坐骑惊艳四座，续作中也会出现更多“海爬”坐骑。在官方概念图中已然可见纳美人乘着名叫伊鲁（Ilu）的海洋生物穿越风暴和徜徉海中的震撼画面。
图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
伊鲁（Ilu）与地球上已经灭绝的蛇颈龙物种非常相似。伊鲁（Ilu）据描述是长脖子，六个鳍状肢和舵状尾；蛇颈龙标志特征是脖子长、脑袋小，牙齿细长，主要靠前肢上下来拍打划水，后肢活动幅度较小。
地球上已灭绝的蛇颈龙类
图源：博物年05月
绘图/张铁
中国哪里的景色最有《阿凡达2》内味？
看到这张海报图就想到钙华梯池的朋友先握个手！重重叠叠，拾级而上，色彩还充满梦幻感，地理君合理猜测电影空间的概念设计真从喀斯特地貌中汲取了不少灵感呢。
图源：《阿凡达：水之道》官方剧照
首先解释一下“钙华”是什么：泉、湖、河、沼泽的水体中溶解了大量碳酸钙的“喀斯特水”，在一定的环境条件下沉淀析出的碳酸钙所形成的的景观叫钙华，钙华景观是喀斯特景观的一种类型。
四川黄龙五彩池：钙华浅黄色，在葱郁的丛林中宛若游龙，故得名“黄龙”
钙华梯池的生成过程也相当复杂：由于喀斯特地区岩石裂缝多，泉水中含有大量以碳酸氢钙形式存在的可溶性钙离子；当泉水从泉眼涌出，从上斜坡倾泻，途经地面凹凸不平的阻隔时水流加快、水体变薄，同等体积的水体接触空气的表面积增加，二氧化碳则会大量弥散到空气之中，失去二氧化碳的碳酸氢钙就会变成不溶于水的碳酸钙从而沉积下来。
泉水中析出来的碳酸钙会包裹住本来原有的地面凸起的阻隔，并且沉积速度快于周围区域，从而形成第一道边石坝。以此原理类推，到下一个地面凸起处会再次筑坝，周而复始便呈现出阶梯状的“天然梯田”。
镶嵌在皑皑白雪之间的黄龙五彩池，更有科幻感了
图源：中国国家地理增副刊年12月
如果给蓝色大海加一层“阿凡达2”的滤镜会变成？——答：荧光海！
在我国辽宁大连，也能看到荧光海滩。这一幕的浪漫要“感谢”甲藻门的夜光藻，夜光藻是单细胞生物，在受到惊扰时才会发出蓝色荧光，只有它们在水体中足够密集才能形成荧光海滩的景色。
辽宁大连的荧光海滩
不过，浪漫的到来并不是一件好事。这是因为夜光藻数量爆发式增加，意味着它们在富营养化的水中大量繁殖，美景背后的代价是海水的污染。
不少潘多拉星粉丝都很期待第二季大量的水底视觉，以及变幻无穷的潘多拉海底世界。如果要提名我国最斑斓、生动的海洋，那一定不能错过南海海域，这里珊瑚茂密肥美，水下仿若一片珊瑚“热带雨林”。
摄于南海海域的“珊瑚海”：这张图片特殊的构图，使画面主体变成了珊瑚海，而陆地以上犹如一抹天际线。
图源：中国国家地理年06月
摄影/吴立新
珊瑚礁在我国的分布面积足有约平方公里，集中于福建省、广东省、广西壮族自治区、海南省和台湾省。除了沿岸的暗礁，在广阔的南海海域分布着大片堡礁和环礁，称得上是我国珊瑚种类最丰富、造型最漂亮的海域。
科幻电影中的设定往往不完全架空于想象，而是在现实中有迹可循、有资料佐证，这不仅是幕后团队的科学精神，也是为了观众更好地代入和相信。大家在以往观影经验中，有没有印象深刻的地理现象呢？
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[1]专访《阿凡达》幕后科学家，揭开潘多拉植物之谜.新京报.-02-28
[2]土卫六“泰坦”全貌首次曝光.NaturePortfolio.-11-26
[3]浮在空中《阿凡达》中悬浮山的奥秘.中国科学院物理研究所
[4]千呼万唤《阿凡达2》真要来了，潘多拉星球生存指南紧急加课！.Voicer.-04-07
[5]鲎蟹龟鳖螺蚌蚶蛤鱼虾负火鳞介浴火冬不知寒.博物.年10月
[6]我家住在潘多拉_《阿凡达》世界的博物学.博物.年03月
[7]九寨黄龙更多的精彩湖泊仍未识.中国国家地理增副刊.年12月
[8]钙华、梯田——中国的两种珍稀景观.中国国家地理.年06月
[9]黄岩岛：露出的仅是一点点.中国国家地理.年06月
[10]在蜈支洲岛修复珊瑚.中国国家地理.年10月
[11]潘多拉
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