幾十年來(lái),科學(xué)家們一直在觀察火星上被稱為斜坡條紋的黑暗滑坡。維京號(hào)軌道飛行器在20世紀(jì)70年代首次看到了它,此后的每一次軌道飛行任務(wù)都觀察到了它們,但是斜坡條紋背后的機(jī)制一直被激烈爭(zhēng)論:它們是由紅色星球上的水活動(dòng)造成的,還是某種形式的干燥力學(xué)的結(jié)果?
火星勘測(cè)軌道飛行器上的HiRISE相機(jī)看到的大型撞擊引發(fā)的塵埃雪崩。
事實(shí)證明,主要的候選者是"太干了"。但是火星奧德賽任務(wù)的科學(xué)家們已經(jīng)驗(yàn)證了斜坡條紋背后的另一個(gè)罪魁禍?zhǔn)祝憾趸荚诘蜏叵滦纬傻乃?/p>
斜坡條紋通常出現(xiàn)在火山口的壁上或山丘或山脈的側(cè)面。以前的研究已經(jīng)確定,斜坡上的火星塵埃和巖石可以被一些小東西移開(kāi),比如路過(guò)的塵埃,甚至是在合適的地方發(fā)生的撞擊事件,這些事件會(huì)導(dǎo)致火星上的干塵雪崩。其他研究暗示,二氧化碳霜的升華可以使巖石移位,導(dǎo)致雪崩,但現(xiàn)在奧德賽航天器的圖像和數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了確切的證據(jù)。
奧德賽號(hào)自2001年以來(lái)一直在軌道上運(yùn)行,使其成為運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的火星探測(cè)設(shè)施。該航天器目前的軌道提供了火星當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午7點(diǎn)的獨(dú)特視角,和在地球上一樣,是觀察霜凍活動(dòng)的最佳時(shí)間。
去年,科學(xué)家們驚訝地看到,在奧德賽號(hào)上的可見(jiàn)光相機(jī)所拍攝的圖像中,被升起的太陽(yáng)照亮的幽靈般的藍(lán)色和白色的霜。但奧德賽還攜帶了熱發(fā)射成像系統(tǒng)(THEMIS),這種對(duì)熱敏感的相機(jī)顯示,霜的出現(xiàn)范圍更廣,包括可見(jiàn)光相機(jī)沒(méi)有看到的區(qū)域。
火星表面的霜,主要由二氧化碳組成,在美國(guó)宇航局2001年奧德賽軌道飛行器上的熱發(fā)射成像系統(tǒng)(THEMIS)相機(jī)拍攝的這些圖像中呈現(xiàn)藍(lán)白色。THEMIS拍攝的圖像既有人眼可感知的可見(jiàn)光,也有對(duì)熱敏感的紅外線。
"奧德賽的早間軌道圖片非常壯觀。"領(lǐng)導(dǎo)該論文的美國(guó)宇航局南加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Sylvain Piqueux說(shuō)。"我們可以看到日出時(shí)的長(zhǎng)長(zhǎng)的影子,它們?cè)诨鹦潜砻嫔涎由臁?quot;
NASA說(shuō),由于火星的大氣層非常稀?。ㄖ挥械厍蛎芏鹊?%),太陽(yáng)迅速加熱了一夜之間積累的冰霜。干冰沒(méi)有融化,而是在幾分鐘內(nèi)汽化到大氣中。
盧卡斯-蘭格(Lucas Lange)是噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一名實(shí)習(xí)生,他與皮克斯一起工作,首先注意到THEMIS在許多表面上看不到的地方出現(xiàn)了冰霜的低溫特征。這些溫度出現(xiàn)在地下幾十微米的地方--不到人類頭發(fā)"下面"的寬度。
火星上阿赫倫化石的塵埃雪崩產(chǎn)生的斜坡條紋。這些黑暗的條紋,也被稱為"斜坡條紋",是由火星上一個(gè)叫做Acheron Fossae的地區(qū)的塵埃雪崩造成的。美國(guó)宇航局火星勘測(cè)軌道器上的HiRISE相機(jī)在2006年12月3日拍攝到了這些條紋。
"我們的第一個(gè)想法是冰可能被埋在那里,"蘭格在一份新聞稿中說(shuō)。"干冰在火星的兩極附近很多,但是我們看的是更靠近火星赤道的地方,那里通常太熱,不可能形成干冰霜。"
在那些相同的地區(qū),觀察到了斜坡條紋或甚至更大的滑坡。該小組在他們的論文中解釋說(shuō)。
"在日出時(shí),巖漿內(nèi)升華驅(qū)動(dòng)的風(fēng)偶爾強(qiáng)大到足以使單個(gè)塵粒移位,在陡峭的山坡上發(fā)起并維持塵埃雪崩,形成被稱為斜坡條紋的地面特征。這個(gè)模型表明,二氧化碳霜凍循環(huán)在所有緯度都是一個(gè)活躍的地貌因素,而不僅僅是在高緯度或極地緯度,而且可能是維持地表移動(dòng)塵庫(kù)的一個(gè)關(guān)鍵因素。"
作者說(shuō),他們看到的是他們所謂的"臟霜"--干冰霜與細(xì)小的塵埃顆粒混合在一起,在可見(jiàn)光中被掩蓋,但在紅外圖像中卻沒(méi)有。他們懷疑臟霜也可以解釋一些黑暗的條紋,這些條紋可以沿著火星斜坡延伸3300英尺(1000米)或更多。他們知道這些條紋基本上是由塵埃雪崩造成的,這些塵埃雪崩緩慢地重塑了整個(gè)星球的山坡,在軌道圖像中顯示出來(lái)。
科學(xué)家們說(shuō),他們認(rèn)為這些塵埃雪崩可能看起來(lái)像一條擁抱地面的塵埃河,在后面釋放出一串蓬松的物質(zhì)。隨著塵埃在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)下山,它暴露了下面的深色物質(zhì)的條紋。
位于弗拉格斯塔夫的北亞利桑那大學(xué)的論文合著者克里斯-愛(ài)德華茲說(shuō):"每次我們向火星派遣任務(wù)時(shí)都會(huì)發(fā)現(xiàn)新的奇特過(guò)程,必須超越人們?cè)诘厍蛏系慕?jīng)驗(yàn)來(lái)理解火星。"