编者注：以下文章经对话许可转载，这是一个涵盖最新研究的在线出版物。
巨大的云状羽流达到火星表面以上 260 公里，这让科学家们感到困惑。 这远远超出了火星的正常天气，延伸到外大气层，那里的大气层与行星际空间融合。对于这种云的传统解释都不成立——水或二氧化碳冰、沙尘暴或极光都不会达到如此的高度。
这些“神秘的云”令人惊讶，特别是考虑到它们最早是由一群业余天文学家在 2012 年发现的。毕竟，目前有五颗轨道飞行器和两辆漫游车在火星及其周围运行，人们可能会原谅认为这颗红色星球已经没有什么可隐藏的，其探索已成为例行公事。
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对来自哈勃太空望远镜和业余天文学家的图像的调查显示，之前在火星上就曾看到过巨大的云，但没有一个像 2012 年的观测结果那样突出。
那么是什么导致了这些云呢？ 由阿古斯丁·桑切斯-拉维加领导的一个国际科学家团队现在在《自然》杂志上发表了一项调查。
火星之光？
也许这些云可能是极光——类似于地球上的北极光（北极光）或南极光。 当地球磁场将太阳发射的带电粒子引导到两极时，就会发生这些现象，在那里它们与大气相互作用并发出光芒。
火星没有全球磁场，只有一些磁化区域。 神秘的云朵是在其中一个所谓的磁异常区域被发现的，并且以前在该地区观察到极光。
然而，要解释 2012 年的观测结果，极光必须比北极光亮 1000 倍。 这将需要来自太阳的带电粒子流量增加，但当时太阳的活动并没有异常高。
风暴和撞击
难道是尘埃惹的祸？ 火山喷发或小行星撞击是关于这些云起源的最早理论之一。
火星上出现新的喷发是可能的，尽管我们尚未观察到该星球上的任何活火山。据报道，最年轻的熔岩流是在几百万到数千万年前形成的，这在地质学上来说是最近的。
火星稀薄的大气层对小行星的保护作用很小，其表面布满了撞击坑。 NASA 火星勘测轨道飞行器上的摄像机记录了自该航天器抵达火星九年以来，数百个新陨石坑的出现。
然而，这两个理论很快就被否定了，因为它们与云的行为不一致。持续的观测表明，它们在火星白天消失，晚上看不见，并且连续至少十天每天早上重新出现。
这也排除了沙尘暴，沙尘暴经常吞噬该星球表面大片区域。 此外，神秘云反射的光的波长分布与火星尘埃颗粒的波长分布不匹配。
不够冷，无法形成冰
那就剩下水或二氧化碳冰粒子了，它们符合反射光的波长分布。 水和二氧化碳分子也自然存在于这些高度的大气中。
然而，要形成这些云，这两种物质都需要凝结成冰粒子。 这将需要在这些高度处的大气温度突然下降高达 100˚C。我们不知道是什么会导致这种下降，而且我们尚未发现如此大规模的局部寒流。
因此，桑切斯-拉维加及其同事宣布，他们的“解释挑战了我们目前对火星高层大气的理解”，他们的调查仅部分揭开了笼罩这些神秘云的迷雾。
火星之谜
高空云并不是唯一让研究人员保持警惕的火星之谜。 推动红色星球探索的一个问题是火星上是否曾经存在过生命。 美国宇航局好奇号探测器最新的结果再次证实，该星球在过去提供了适宜居住的条件。
水是生命最重要的先决条件。 例如，对峡谷和相关特征的持续形成的一种解释是，即使在目前普遍存在的极端干燥和寒冷条件下，火星表面或附近也有液态水。 虽然对在火星上观察到的神秘的甲烷气息有很多可能的解释，但最令人兴奋的是生活在表面之下的微生物的产生。
火星探索的魅力之一在于它在很大程度上是关于理解我们自身的起源和未来。正如神秘云观测的例子所表明的那样，每个人都有机会参与揭开红色星球的奥秘。
克里斯蒂安·施罗德在斯特灵大学，是 NASA 火星探测漫游车雅典娜科学团队的合作者。