NASA科學(xué)家們解開(kāi)火星“蜘蛛”之謎：源自干冰升華

2024-09-19 14:29:53 來(lái)源：網(wǎng)易科技

9月19日消息，科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)了解了火星地殼中的“蜘蛛狀地形”(araneiform terrain)可能是如何形成的。美國(guó)宇航局(NASA)在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)了這些構(gòu)造的形成過(guò)程。

2003年，科學(xué)家們首次在研究來(lái)自火星軌道飛行器的圖像時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這些蜘蛛狀的地貌特征，稱(chēng)為“蜘蛛形地形”。不過(guò)，這些地貌要比真實(shí)的蜘蛛大得多，最長(zhǎng)可以延伸超過(guò)800米，并且擁有數(shù)百條“腿”。

像火星上的許多現(xiàn)象一樣，科學(xué)家起初并不清楚這些蜘蛛形地形是如何形成的。但一種主流理論認(rèn)為，這與二氧化碳冰(即干冰)有關(guān)。最近，NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的研究人員證實(shí)了這一理論。他們花了五年時(shí)間，試圖在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)這種地貌。

研究人員使用噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的液氮冷卻測(cè)試艙，稱(chēng)為“冰環(huán)境真空模擬測(cè)試臺(tái)”(DUSTIE)，來(lái)創(chuàng)造模擬的火星環(huán)境。

他們將DUSTIE設(shè)定為火星極地的溫度和氣壓條件，然后將二氧化碳?xì)怏w冷卻并凝結(jié)成二氧化碳冰，覆蓋在火星土壤模擬物上。接下來(lái)，他們加熱二氧化碳冰，直到它裂開(kāi)，釋放出一股二氧化碳?xì)怏w，并在火星土壤模擬物中留下蜘蛛狀的地形。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓研究人員感到意外。

“那是一個(gè)周五晚上，實(shí)驗(yàn)室主管聽(tīng)到我尖叫后沖了進(jìn)來(lái)，”JPL科學(xué)家勞倫·麥基恩(Lauren McKeown)在一份聲明中說(shuō)，“她以為發(fā)生了什么事故。”

這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，二氧化碳冰形成蜘蛛狀裂縫的過(guò)程被稱(chēng)為“凱弗模型”(Kieffer model)。在火星寒冷的冬季，土壤中會(huì)形成二氧化碳冰。到了春天，陽(yáng)光加熱了土壤，熱量被土壤吸收，與土壤接觸的二氧化碳冰不經(jīng)過(guò)液體融化階段，直接升華成二氧化碳?xì)怏w。根據(jù)NASA的說(shuō)法，這與干冰“冒煙”的機(jī)制相同。氣體積聚，最終從土壤中噴發(fā)出來(lái)，在火星表面留下類(lèi)似蜘蛛狀的裂痕。

雖然科學(xué)家現(xiàn)在知道了蜘蛛形地形的形成過(guò)程，但他們?nèi)詫⒗^續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以解答更多關(guān)于這種火星地質(zhì)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。例如，為什么這種地形只出現(xiàn)在火星的特定區(qū)域?所以，他們還將繼續(xù)在DUSTIE艙中進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。

研究團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究已發(fā)表在《行星科學(xué)雜志》(The Planetary Science Journal)上。(辰辰)

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