本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
美国国家航空航天局的火星大气与挥发演化任务(MAVEN)任务并不总是受到很多媒体关注,但它在火星上进行着非常精妙的科学研究。
该轨道平台上的仪器之一是成像紫外光谱仪(IUVS)。该设备在110至340纳米的电磁波长范围内拍摄图像——几乎涵盖了我们称之为UVC、UVB和UVA的紫外光谱部分。IUVS具有小至0.5纳米的波长(颜色)分辨率,可以分离出火星环境中反射、散射、吸收或发射紫外光的现象。
上面的图像就是一个很好的例子。这里,紫外光以假彩色显示,以便我们微不足道的人眼能够理解数据。火星的绿色色调表示来自表面的紫外光反射和一些大气散射。中心横跨的裂缝状浅蓝色特征是由于巨大的水手号峡谷(Valles Marineris)内的大气层对紫外光进行了非常强烈的散射。左侧是环绕巨大的塔尔西斯火山群的明亮云层特征。
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然而,最引人注目的特征可能是南极的品红色“光晕”。这是由于臭氧吸收紫外线造成的。与地球不同,火星上的大气臭氧会在极地冬季积累。

火星南极被臭氧吸收的紫外光(品红色)。图片来源:NASA、MAVEN和科罗拉多大学
紫外线数据是对行星诸多属性的丰富探测手段。高空云层的形成和流动在紫外线下显现出来——尤其是在巨大的火山峰周围。在这些巨大的地貌上方,下午似乎是云层积聚的时间。这段延时影片跨越约7小时,捕捉到了这种非凡的现象——在明亮的斑块周围可见。
图片来源:NASA、MAVEN和科罗拉多大学
了解云层形成的位置和时间,可以深入了解火星的水文(水)循环——以及了解其气候系统如何运作的关键线索。
但夜晚也是火星大气层中发生有趣事情的时候。MAVEN已经发现了来自氧原子和氮原子化学碰撞形成一氧化氮(NO)的紫外线“夜光”。氧和氮是在白天通过光解离形成的,并持续足够长的时间在夜间结合。

紫外线夜光(绿色显示),插图显示观测几何形状。图片来源:NASA、MAVEN和科罗拉多大学
紫外线夜光的不均匀性表明火星大气层中的高空风和环流是复杂且不规则的。
火星可能最终总是成为红色星球,但就目前而言,我们可以称之为紫外线星球。