NASA 終于可以解釋為什么火星上令人毛骨悚然的“蜘蛛”不斷出現(xiàn)

火星的蜘蛛與太陽系中的其他任何東西都不同。在赭色沙丘之間,穿過撞擊的傷痕,長腿的影子似乎在塵土上匆匆而過。

他們不是真正的活蜘蛛。與火星上的幾乎所有東西一樣,這顆紅色星球的衛(wèi)星圖像中出現(xiàn)的這些卷突形狀是由塵埃制成的。它們被稱為 araneiform,即僅在火星春季出現(xiàn)在火星南極地區(qū)的暗槽小系統(tǒng)。

鸚鵡形目究竟是如何在每個火星年出現(xiàn)的,一直是個謎?,F(xiàn)在,地球上的科學家們在實驗室中重新創(chuàng)建了它們,讓我們對塑造火星外星景觀的過程有了新的見解。

痕量氣體軌道飛行器在火星表面成像的 Araneiforms。(ESA/TGO/CaSSIS)

“蜘蛛本身就是奇特而美麗的地質(zhì)特征,”行星科學家 Lauren Mc Keown 說美國宇航局噴氣推進實驗室?!斑@些實驗將有助于調(diào)整我們的模型,了解它們的形成方式?!?/p>

地球和火星上的自然現(xiàn)象有很多不同之處。在火星上,條件變得如此寒冷,以至于二氧化碳結(jié)冰——這在地球上的自然界中不會發(fā)生,它可以在特殊條件下制造,被稱為干冰。

二氧化碳的一個有趣之處在于它沒有液體形式。它冰凍的形態(tài)直接升華成氣體。這就是 Mc Keown 和她的同事認為可能是造成火星蜘蛛的原因。

HiRISE 于 2009 年成像的 Araneiform 特征。(美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/亞利桑那大學)

此對Araneiforms被稱為基弗模型,以地球物理學家休·基弗 (Hugh Kieffer) 的名字命名,他描述了形成過程20062007.在火星寒冷的冬天,大氣中的二氧化碳在地面上結(jié)冰。然后,當春天來臨時,氣溫升高,這些二氧化碳冰又回到了氣態(tài)。

然而,這可能發(fā)生在冰沉積物的底部,下方較暗的火星污垢吸收了熱量。這會將升華氣體捕獲在上面的冰板下。

由于氣體無處可去,壓力不斷增加,直到冰在一次小爆炸中破裂;二氧化碳氣體從這些裂縫中逸出,并攜帶較暗、含塵的物質(zhì)。一旦所有的冰都消失回大氣中,就會留下一個黑色的蜘蛛狀疤痕。

為了嘗試重現(xiàn)這個過程,Mc Keown 和她的同事使用了一個桶形的腔室,稱為用于冰冷環(huán)境的骯臟真空模擬測試臺 (DUSTIE)。該裝置旨在復制火星的溫度和大氣壓。

DUSTIE 室內(nèi)。(美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院)

研究人員采用了火星風化層的模擬物——一種大小和成分的礦物混合物,用于復制火星上的污垢——并在液氮中冷卻,然后將其放入腔室中,該腔室已根據(jù)火星冬季的壓力和溫度條件進行了調(diào)整。

然后,他們將二氧化碳釋放到腔室中,在那里它凍結(jié)在模擬物上。最后,當積累了足夠的二氧化碳時,研究人員對腔室進行了加熱。經(jīng)過多次嘗試和對房間條件的多次調(diào)整,冰終于爆炸了。

“周五晚上很晚了,實驗室經(jīng)理聽到我的尖叫聲后沖了進來,”Mc Keown 回憶道.“她以為出了事故?!?/p>

裂紋形成類似于 DUSTIE 實驗中出現(xiàn)的火星 araneiform。(美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院)

果然,房間里的條件已經(jīng)產(chǎn)生了與火星南極相同的蜘蛛狀形狀。氣體流出,帶著塵埃,在表面形成了卷發(fā)狀的形態(tài)。但有一個驚喜。

冰是在泥土層內(nèi)形成的,而不是像預測的那樣在泥土和冰之間的頂部。因此,當氣體爆發(fā)時,留下的裂縫是爆炸物從內(nèi)部逸出的結(jié)果,而不是表面沖刷的結(jié)果。

研究人員得出結(jié)論,基弗模型準確地代表了產(chǎn)生蜘蛛的過程,而且產(chǎn)生了火星表面出現(xiàn)的其他季節(jié)性特征。

在未來的研究中,該團隊希望微調(diào)和調(diào)整他們的實驗,以更詳細地了解這些特征及其形成。

當外星蜘蛛突然侵擾 NASA 總部時,他們最好不要哭泣。

該研究已發(fā)表在行星科學雜志.

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