干冰“烟雾”在火星沙丘上刻蚀出沟壑

春季解冻的固态二氧化碳在该区域的沙丘上形成了蜿蜒曲折的沟槽图案,表明尽管火星表面明显缺乏液态水和火山,但其地形仍在变化

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新的研究表明,火星北极附近的二氧化碳冰的季节性解冻在该区域的沙丘上刻蚀出沟槽。

这项利用 NASA 的火星勘测轨道飞行器 (MRO) 的观测结果做出的发现,进一步证实了红色星球的表面今天仍在发生变化,尽管火星的火山已经熄灭,其液态地表水显然在很久以前就已干涸。 

“这是一个非常动态的过程,”亚利桑那州图森市行星科学研究所的 Candice Hansen 在一份声明中说,她是其中一项研究的主要作者。“我们过去认为火星上所有的活动都发生在数十亿年前。感谢火星勘测轨道飞行器监测变化的能力,现在的新范式之一是火星今天仍然有许多活跃的过程。”


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MRO 使用其高分辨率成像科学实验相机(HiRise)拍摄了火星最北纬度地区的沙丘照片。图像显示,随着北方春季的到来和发展,沙丘中出现了许多沟槽。[干冰“烟雾”移动火星沙子(视频)]

这种现象是由地表一层冻结的二氧化碳(也称为干冰)在春季解冻驱动的。

研究人员说,这种解冻首先发生在冰层的底面,底面与温暖的地面接触。干冰从固态升华为气态,并且随着产生和捕获的气体越来越多,压力也随之增加。 

最终,冰层中形成裂缝,一些二氧化碳气体释放出来,在沙丘中形成临时的沟槽,同时发出嘶嘶声。

逸出的气体也携带沙子,这些沙子在覆盖沙丘的干冰上散落时形成黑色条纹。这些黑色扇形物随着季节性冰层的蒸发而消失,火星风在下一个冬季和春季来临之前抹去了大部分新形成的沟槽。

研究人员说,这些沟槽是 MRO 在其他更陡峭的火星沙丘上发现的“冲沟”的较小版本,这些“冲沟”显然也是以类似的方式形成的。并且在红色星球的南极附近也观察到了类似的过程。

“捕捉到这些变化发生的时间和方式是一个挑战,它们发生得太快了,”瑞士伯尔尼大学的 Ganna Portyankina 在一份声明中说,她是另一项研究的主要作者。“这就是为什么我们现在才开始看到更大的图景,即南北半球实际上都在讲述相似的故事。”

这三项新研究发表在《伊卡洛斯》杂志上,基于 MRO 在三个火星年(约六个地球年)中的观测结果。这些论文记录了火星上各种季节性变化,包括沙丘沟槽和水霜的分布,水霜被春季风吹散。

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迈克·沃尔 自 2010 年以来一直为 Space.com 撰稿。他关于寻找外星生命的书籍《外面的世界》于 2018 年 11 月 13 日出版。在成为科学作家之前,迈克尔曾担任爬行动物学家和野生动物生物学家。他拥有澳大利亚悉尼大学进化生物学博士学位、亚利桑那大学学士学位和加利福尼亚大学圣克鲁斯分校科学写作研究生证书。

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