科学家揭开火星上看不见的冰霜和尘埃崩塌的谜团

2022年05月18日 08:55 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

一项利用美国宇航局(NASA)火星奥德赛轨道飞行器的数据进行的新研究可能会解释为什么肉眼看不到火星上的冰霜,以及为什么尘埃雪崩会出现在一些斜坡上。

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去年,科学家们在分析了NASA火星奥德赛轨道飞行器在黎明时分获得的火星景观照片后感到困惑。当他们用可见光--即人眼能感觉到的那种--来观察表面时,他们可以看到被初升的太阳照亮的幽灵般的蓝白色晨霜。然而,当轨道飞行器的热敏相机被使用时,冰层出现得更加广泛,包括在以前没有观察到的地方。

科学家们知道他们看到的是一夜之间形成的冰霜,主要由二氧化碳形成--基本上是干冰,在红色星球上经常以冰霜而不是水冰的形式出现。但是,为什么这种干冰霜在某些地方可以看到,而在其他地方却看不到?

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在最近发表于《地球物理研究杂志》的一篇论文中。这些科学家提出了一个令人惊讶的答案,这也可以解释正在重塑这个星球的尘埃雪崩是如何在日出后触发的。

奥德赛于2001年发射,是NASA寿命最长的火星任务,它携带了热发射成像系统(THEMIS),这是一个红外线,或温度敏感的相机,提供了火星表面独一无二的视图。奥德赛目前的轨道提供了火星当地时间上午7点的独特视角。

领导该论文的NASA喷气推进实验室的Sylvain Piqueux说:“奥德赛的早晨轨道产生了壮观的照片。我们可以看到日出时的长长的影子,因为它们在表面上延伸。”

由于火星的大气层非常稀薄(大气密度只有地球密度的1%),太阳迅速加热了一夜之间形成的冰霜。干冰没有融化,而是在几分钟内蒸发到大气中。

与Piqueux一起工作的JPL实习生Lucas Lange首先注意到,在许多表面上看不到的地方都有霜的低温特征。这些温度出现在地下几十微米的地方。

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“我们的第一个想法是冰可能被埋在那里,”Lange说。“干冰在火星的两极附近很多,但是我们看的是更靠近火星赤道的地方,那里通常太热,不可能形成干冰霜。”

在他们的论文中,作者提出他们看到的是 “脏霜”--干冰霜与细小的灰尘颗粒混合在一起,在可见光中被掩盖,但在红外图像中却没有。

这一现象使科学家们怀疑 “脏霜”也可以解释一些黑暗的条纹,这些条纹可以沿着火星斜坡延伸到3300英尺(1000米)或更远。他们知道这些条纹基本上是由尘埃雪崩造成的,这些尘埃雪崩缓慢地重塑了整个火星的山坡。科学家们认为这些尘埃雪崩可能看起来像一条拥抱地面的尘埃河,在后面释放出一串蓬松的物质。随着尘埃在几个小时内下山,它暴露了下面的深色物质的条纹。

这些暗色条纹与有据可查的称为复发性斜坡条纹的品种不同,后者在同一地点反复出现,一季又一季,每次持续数周(而不是数小时)。曾经被认为是盐水从山坡上慢慢渗出的结果,现在一般认为反复出现的斜坡条纹是由干沙或尘土的流动造成的。

为他们最近的研究绘制斜坡条纹图后,作者发现它们往往出现在有晨霜的地方。研究人员提出,这些条纹是由于蒸发的霜冻产生了足够的压力,使尘埃颗粒松动,导致雪崩的发生。这些假设进一步证明了红色星球是多么令人惊讶。

北亚利桑那大学的论文合著者 Chris Edwards说:“每次我们向火星派遣任务时,我们都会发现新的奇特过程。我们没有与地球上的斜坡条纹一模一样的东西。你必须超越你在地球上的经验来理解火星。”

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