NASA科學家們解開火星“蜘蛛”之謎：源自乾冰昇華

9月19日消息，科學家們現在已經瞭解了火星地殼中的“蜘蛛狀地形”（araneiform terrain）可能是如何形成的。美國宇航局（NASA）在實驗室中重現了這些構造的形成過程。

2003年，科學家們首次在研究來自火星軌道飛行器的圖像時，發現了這些蜘蛛狀的地貌特徵，稱爲“蜘蛛形地形”。不過，這些地貌要比真實的蜘蛛大得多，最長可以延伸超過800米，並且擁有數百條“腿”。

圖片來源：NASA

像火星上的許多現象一樣，科學家起初並不清楚這些蜘蛛形地形是如何形成的。但一種主流理論認爲，這與二氧化碳冰（即乾冰）有關。最近，NASA噴氣推進實驗室（JPL）的研究人員證實了這一理論。他們花了五年時間，試圖在實驗室中重現這種地貌。

研究人員使用噴氣推進實驗室的液氮冷卻測試艙，稱爲“冰環境真空模擬測試臺”（DUSTIE），來創造模擬的火星環境。

他們將DUSTIE設定爲火星極地的溫度和氣壓條件，然後將二氧化碳氣體冷卻並凝結成二氧化碳冰，覆蓋在火星土壤模擬物上。接下來，他們加熱二氧化碳冰，直到它裂開，釋放出一股二氧化碳氣體，並在火星土壤模擬物中留下蜘蛛狀的地形。這個實驗結果讓研究人員感到意外。

“那是一個週五晚上，實驗室主管聽到我尖叫後衝了進來，”JPL科學家勞倫·麥基恩（Lauren McKeown）在一份聲明中說，“她以爲發生了什麼事故。”

這個實驗中，二氧化碳冰形成蜘蛛狀裂縫的過程被稱爲“凱弗模型”（Kieffer model）。在火星寒冷的冬季，土壤中會形成二氧化碳冰。到了春天，陽光加熱了土壤，熱量被土壤吸收，與土壤接觸的二氧化碳冰不經過液體融化階段，直接昇華成二氧化碳氣體。根據NASA的說法，這與乾冰“冒煙”的機制相同。氣體積聚，最終從土壤中噴發出來，在火星表面留下類似蜘蛛狀的裂痕。

雖然科學家現在知道了蜘蛛形地形的形成過程，但他們仍將繼續進行實驗，以解答更多關於這種火星地質結構的問題。例如，爲什麼這種地形只出現在火星的特定區域？所以，他們還將繼續在DUSTIE艙中進行進一步的實驗。

研究團隊的這項研究已發表在《行星科學雜誌》（The Planetary Science Journal）上。（辰辰）