探測器拍到奇特照片,科學家:火星上一直在發生不尋常的事

天空之城 2023/03/14 檢舉 我要評論

從太空中看,火星南極周邊地區點綴著許多「奶酪」。科學家相信,這種奇特的地貌,是由二氧化碳干冰和水冰交替沉積而成的。但對于這種構造的形成方式,人們一直都感到困惑。因為一直以來都存在一種認識,認為這樣的結構是不穩定的,不可能長期維持。

火星勘測軌道器在火星表面拍到的一處異常隕坑或坑洞。在這個坑洞周圍,存在著大片的冰凍二氧化碳,使得這一地區從太空中看像是一塊奶酪。畫面中的坑洞,以及坑洞內會有什麼,或許會讓人感到好奇,但這樣的坑洞在火星上實際上并不罕見。NASA / JPL / 亞利桑那大學

2020年,一些科學家聲稱他們破譯了「奶酪」的成因:它與火星自轉軸傾角的變化,以及由此帶來的大氣壓力變化有關。大氣壓力的周期性變化,會導致水冰和二氧化碳干冰交替沉降。但當時人們只能做到在百萬年的尺度上,對沉降速率進行推斷。而火星自轉軸傾角變化周期的實際長度大約是這個尺度的1/10。

多年以后的今天,同樣是這些學者,已經能夠在10萬年的尺度上,對火星自轉軸傾角的變化,以及由此帶來的二氧化碳和水的沉降周期進行建模。他們新建的模型,可以對過去51萬年間,水和二氧化碳在火星表面的運行方式進行推斷。

火星的兩極會以10萬年為周期,逐漸指向并遠離太陽。這種變化會導致火星各個緯度的地區接收到的陽光,以及它們的溫度發生周期性變化。這種周期性變化,會導致水冰從較溫暖的地區向較寒冷的地區擴展,而這能夠從根本上,推動水在火星全球的長期循環。

層層堆疊的水冰和二氧化碳干冰記錄了火星氣候的演化史,而火星南極冰蓋,是火星表面唯一一處干冰能夠全年存在的地方。它們直接記錄了水和二氧化碳在火星表面的運動。水冰層的厚度與水汽在火星大氣層中的含量,以及在水在火星全球的運動方式有關;而干冰層可以告訴我們過去有多少大氣凝固在了火星表面。這一切對于我們認識火星氣候變化的基本機制,認識火星地質、化學,乃至生物的演化歷史都十分關鍵。

在讓計算機模擬了過去10億年內的演化過程后,研究人員發現每當火星自轉軸傾角的角度趨于變大,水冰層就會變薄;而每當這一角度趨于變小,水冰層就會變厚。

這是科學家在破解火星水循環機制過程中邁出的一大步,也是破解水冰乃至液態鹵水在火星表面附近蘊藏量的一大步。火星表面附近究竟蘊藏有多少水,對于我們了解生命在火星上究竟是否存在或存在過同樣十分重要。

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