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NASA科学家们解开火星“蜘蛛”之谜：源自干冰升华

2024-09-19 14:29:53 来源：网易科技

9月19日消息，科学家们现在已经了解了火星地壳中的“蜘蛛状地形”(araneiform terrain)可能是如何形成的。美国宇航局(NASA)在实验室中重现了这些构造的形成过程。

2003年，科学家们首次在研究来自火星轨道飞行器的图像时，发现了这些蜘蛛状的地貌特征，称为“蜘蛛形地形”。不过，这些地貌要比真实的蜘蛛大得多，最长可以延伸超过800米，并且拥有数百条“腿”。

像火星上的许多现象一样，科学家起初并不清楚这些蜘蛛形地形是如何形成的。但一种主流理论认为，这与二氧化碳冰(即干冰)有关。最近，NASA喷气推进实验室(JPL)的研究人员证实了这一理论。他们花了五年时间，试图在实验室中重现这种地貌。

研究人员使用喷气推进实验室的液氮冷却测试舱，称为“冰环境真空模拟测试台”(DUSTIE)，来创造模拟的火星环境。

他们将DUSTIE设定为火星极地的温度和气压条件，然后将二氧化碳气体冷却并凝结成二氧化碳冰，覆盖在火星土壤模拟物上。接下来，他们加热二氧化碳冰，直到它裂开，释放出一股二氧化碳气体，并在火星土壤模拟物中留下蜘蛛状的地形。这个实验结果让研究人员感到意外。

“那是一个周五晚上，实验室主管听到我尖叫后冲了进来，”JPL科学家劳伦·麦基恩(Lauren McKeown)在一份声明中说，“她以为发生了什么事故。”

这个实验中，二氧化碳冰形成蜘蛛状裂缝的过程被称为“凯弗模型”(Kieffer model)。在火星寒冷的冬季，土壤中会形成二氧化碳冰。到了春天，阳光加热了土壤，热量被土壤吸收，与土壤接触的二氧化碳冰不经过液体融化阶段，直接升华成二氧化碳气体。根据NASA的说法，这与干冰“冒烟”的机制相同。气体积聚，最终从土壤中喷发出来，在火星表面留下类似蜘蛛状的裂痕。

虽然科学家现在知道了蜘蛛形地形的形成过程，但他们仍将继续进行实验，以解答更多关于这种火星地质结构的问题。例如，为什么这种地形只出现在火星的特定区域?所以，他们还将继续在DUSTIE舱中进行进一步的实验。

研究团队的这项研究已发表在《行星科学杂志》(The Planetary Science Journal)上。(辰辰)

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