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火星赤道上的一個奇怪的結構原來是一塊巨大的冰塊

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火星低緯度地區的一個大型地層長期以來引起了科學家們的争議。研究人員無法準确确定其性質。然而,火星快車軌道飛行器獲得的新資料表明,該地層由水冰組成。巨型塊體的發現可能表明過去火星氣候經曆了強烈的溫度波動。

火星赤道上的一個奇怪的結構原來是一塊巨大的冰塊

蓋爾隕石坑以東的火星表面上的沙子泛起漣漪。美杜莎窩結構的一部分

大約三十億年前,火星看起來與今天有很大不同。這顆紅色星球根本不是一個幹燥、塵土飛揚的世界——它的表面有海洋濺起水花,河流流淌。

然而,火星上至今仍然存在水,但隻是以冰的形式存在,因為那裡的平均溫度為-63攝氏度。确實,有時它會上升到零以上:這種情況發生在夏天,而且隻發生在赤道附近。然後冰會融化,但在低氣壓(地球氣壓的 1/170)下,水分很快會變成蒸汽。也就是說,水不可能以液态存在于火星表面。

在火星上尋找水的專家認為,水主要以冰的形式集中在地表以下。地表也會結冰,但僅限于常年氣溫較低的地區。我們正在談論極冠。

據一些研究人員稱,地表和近地表層的冰總體積估計為 500 萬立方公裡。如果全部融化,火星表面将覆寫一層 35 米厚的水。

近日,一組來自美國和歐洲的科學家在《地球實體研究快報》雜志上發表文章稱,他們很可能在這顆紅色星球上發現了另一個蘊藏大量冰層的區域。我們談論的是美杜莎窩地層- 這些是長度近五千公裡的岩石沉積物,位于赤道沿線。人們相信,大約三十億年前形成的火山噴發向大氣中釋放了大量的氣體和水蒸氣,從根本上改變了這顆紅色星球的氣候。

2007年,歐洲航天局的火星快車探測器對美杜莎溝進行了首次雷達測量。當時還不清楚這個陣法到底是由什麼組成的。人們認為它是由熔岩流形成的,然後火山灰和灰塵覆寫了厚厚的一層。如今,這個地層是季節性沙塵暴最豐富的沙源。

火星快車發送的新資料表明,美杜莎的溝壑不僅含有塵埃,還含有水冰。

火星赤道上的一個奇怪的結構原來是一塊巨大的冰塊

火星赤道部分地區拟議的水冰沉積

MARSIS雷達安裝在歐洲探測器上,科學家用它來研究火星表面的深層。該裝置的工作原理與任何其他雷達完全相同:它向研究對象發送無線電波并接收反射信号。

火星南極蓋由水冰、幹二氧化碳冰和塵埃組成。無線電波可以穿透它一定的深度,進而可以建構其冰冷内部的三維地圖。特定冰層越深,其反射的輻射越弱。畢竟,無線電波被冰層部分吸收,并穿過冰層兩次:從雷達天線到反射層并傳回。雷達從極冠表面接收到最清晰、最清晰的信号。

科學家們從美杜莎溝地層接收到了與南極冠表面幾乎相同的獨特無線電信号。

“如果美杜莎的犁溝是一堆灰塵,它們應該在自身品質下壓實。也就是說,MARSIS裝置将顯示在塵埃層下面存在某種吸收無線電波的緻密物體。但事實恰恰相反。我們的探測器觀察到的沉積物密度低,對雷達來說非常透明,這與水冰的特征最相似。畢竟,冰可以很好地反射無線電波,”該研究的作者之一、意大利國家天體實體研究所的Andrea Cicchetti解釋道。

火星赤道上的一個奇怪的結構原來是一塊巨大的冰塊

MARSIS 雷達掃描的火星區域

那麼,美杜莎地區的溝壑裡的水冰到底是什麼?據科學家稱,冰帶覆寫着數百米厚的硬化火山灰和幹燥灰塵的“外殼”,使得未來的殖民者難以進入。傳送帶本身的厚度接近四公裡。冰塊并不晶瑩剔透,而是被灰塵嚴重污染。它含有的水足以覆寫整個火星表面,海洋深度為1.5至2.7米。

作者指出,他們的發現是在火星赤道附近發現的最大的水冰“沉積物”。這種冰可以幫助解開火星氣候曆史的秘密。要形成如此巨大的冰塊,赤道附近的溫度必須比現在低得多,這可能是由于行星軸的急劇波動而發生的混亂變化。

如今,火星自轉軸的傾角為25.19度,這個值與地球的自轉軸傾角(23.44度)非常接近。但在過去,這個角度可能在10到60度之間。在強烈傾斜期間,當地球的兩極交替發現自己比地球赤道部分更接近太陽時,赤道地區變得非常寒冷。大量的水結冰,形成水冰,然後被埋在一層灰燼和灰塵之下。

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