2025-08-11 05:19来源:本站
美国国家航空航天局的科学家们首次在实验室中成功再现了火星表面上发现的蜘蛛状地形。
这种被称为“蜘蛛”的现象,科学上称为“蜘蛛形地形”,是火星特有的,由二氧化碳冰的变化所形成。
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研究成果已发表在《行星科学杂志》上,展示了在模拟火星的温度和气压条件下重建这些“蜘蛛”结构的实验过程。
火星蜘蛛主要分布在火星南极地区,其形态由类似蜘蛛腿的辐射状斑点构成,长度可超过一公里。
在这项研究中,科学家们指出,当地球上的二氧化碳冰帽开始升华时,表面下的压力会增加,最终导致冰帽破裂,形成这些辐射状的图案。
这一过程被称为基弗模型,因火星的稀薄大气和低温而独特。
为了深入了解这些蜘蛛状地形的形成机制,美国宇航局的科学家们在实验室中模拟了火星的环境。
他们使用一个类似酒桶大小的房间来复制火星的低气压和寒冷条件,并将火星土壤模拟物浸入液氮中进行冷却。
这个实验室环境旨在模拟火星南极的二氧化碳冰。在实验中,科学家们证实了“蜘蛛”结构的形成过程。(NASA /姓名)
二氧化碳气体被引入后,冰层在三到五小时内形成。研究团队经过多次实验,最终找到了使冰层变得厚而半透明的最佳条件。
通过加热模拟物,冰层破裂并释放出类似于火星上观察到的气体羽流。
黑色的羽流在土壤中形成了孔洞,并喷出持续长达10分钟的灰尘。
科学家们表示,令人惊讶的是,冰层在土壤颗粒之间形成,导致土壤开裂,这或许解释了蜘蛛状地形的“裂纹”外观。
首席研究员劳伦·麦克基翁在NASA网站的新闻发布会上表示:“这些实验将帮助我们调整模型,以更好地理解它们的形成过程。”
据悉,麦克基翁在过去五年中一直致力于研究羽流的形成。
根据这项研究,下一步将尝试在实验中模拟阳光照射,而不是通过加热器进行加热。
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这将有助于揭示羽流和土壤喷射可能发生的条件。
蜘蛛形地形在火星南半球被发现,由二氧化碳气体雕刻而成。2009年,美国宇航局火星勘测轨道飞行器拍摄的照片显示,在一个宽约四分之三英里(约1.2公里)的区域内,存在多个独特的地层。(NASA/JPL-Caltech/亚利桑那大学)
科学家们承认,仍有一些问题待解,例如为何蜘蛛状地形在火星的某些区域形成,而在其他地方却没有,并且其大小和数量并未增加。