奥德赛探测器拍摄到火星上的尘埃雪崩 ：二氧化碳在低温下形成的霜

• 2022-05-30 13:40:05 来源：cnBeta.COM

几十年来，科学家们一直在观察火星上被称为斜坡条纹的黑暗滑坡。维京号轨道飞行器在20世纪70年代首次看到了它，此后的每一次轨道飞行任务都观察到了它们，但是斜坡条纹背后的机制一直被激烈争论：它们是由红色星球上的水活动造成的，还是某种形式的干燥力学的结果?

火星勘测轨道飞行器上的HiRISE相机看到的大型撞击引发的尘埃雪崩。

事实证明，主要的候选者是"太干了"。但是火星奥德赛任务的科学家们已经验证了斜坡条纹背后的另一个罪魁祸首：二氧化碳在低温下形成的霜。

斜坡条纹通常出现在火山口的壁上或山丘或山脉的侧面。以前的研究已经确定，斜坡上的火星尘埃和岩石可以被一些小东西移开，比如路过的尘埃，甚至是在合适的地方发生的撞击事件，这些事件会导致火星上的干尘雪崩。其他研究暗示，二氧化碳霜的升华可以使岩石移位，导致雪崩，但现在奥德赛航天器的图像和数据已经发现了确切的证据。

奥德赛号自2001年以来一直在轨道上运行，使其成为运行时间最长的火星探测设施。该航天器目前的轨道提供了火星当地时间上午7点的独特视角，和在地球上一样，是观察霜冻活动的最佳时间。

去年，科学家们惊讶地看到，在奥德赛号上的可见光相机所拍摄的图像中，被升起的太阳照亮的幽灵般的蓝色和白色的霜。但奥德赛还携带了热发射成像系统(THEMIS)，这种对热敏感的相机显示，霜的出现范围更广，包括可见光相机没有看到的区域。

火星表面的霜，主要由二氧化碳组成，在美国宇航局2001年奥德赛轨道飞行器上的热发射成像系统(THEMIS)相机拍摄的这些图像中呈现蓝白色。THEMIS拍摄的图像既有人眼可感知的可见光，也有对热敏感的红外线。

"奥德赛的早间轨道图片非常壮观。"领导该论文的美国宇航局南加州喷气推进实验室的Sylvain Piqueux说。"我们可以看到日出时的长长的影子，它们在火星表面上延伸。"

NASA说，由于火星的大气层非常稀薄(只有地球密度的1%)，太阳迅速加热了一夜之间积累的冰霜。干冰没有融化，而是在几分钟内汽化到大气中。

卢卡斯-兰格(Lucas Lange)是喷气推进实验室的一名实习生，他与皮克斯一起工作，首先注意到THEMIS在许多表面上看不到的地方出现了冰霜的低温特征。这些温度出现在地下几十微米的地方--不到人类头发"下面"的宽度。

火星上阿赫伦化石的尘埃雪崩产生的斜坡条纹。这些黑暗的条纹，也被称为"斜坡条纹"，是由火星上一个叫做Acheron Fossae的地区的尘埃雪崩造成的。美国宇航局火星勘测轨道器上的HiRISE相机在2006年12月3日拍摄到了这些条纹。

"我们的第一个想法是冰可能被埋在那里，"兰格在一份新闻稿中说。"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。"

在那些相同的地区，观察到了斜坡条纹或甚至更大的滑坡。该小组在他们的论文中解释说。

"在日出时，岩浆内升华驱动的风偶尔强大到足以使单个尘粒移位，在陡峭的山坡上发起并维持尘埃雪崩，形成被称为斜坡条纹的地面特征。这个模型表明，二氧化碳霜冻循环在所有纬度都是一个活跃的地貌因素，而不仅仅是在高纬度或极地纬度，而且可能是维持地表移动尘库的一个关键因素。"

作者说，他们看到的是他们所谓的"脏霜"--干冰霜与细小的尘埃颗粒混合在一起，在可见光中被掩盖，但在红外图像中却没有。他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3300英尺(1000米)或更多。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星球的山坡，在轨道图像中显示出来。

科学家们说，他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。

位于弗拉格斯塔夫的北亚利桑那大学的论文合著者克里斯-爱德华兹说："每次我们向火星派遣任务时都会发现新的奇特过程，必须超越人们在地球上的经验来理解火星。"

标签： 尘埃雪崩 干燥力学 激烈争论 火星勘测

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