科学家揭开火星上看不见的冰霜和尘埃崩塌的谜团

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？

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。

“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。”