火星小沟槽的生长可能会形成“蜘蛛”地貌

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-12-23 21:59:17 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:850次 ]

原文标题:Small Troughs Growing on Mars May Become 'Spiders'

作者:Guy Webster/Alan Fischer/Laurie Cantillo/Dwayne Brown

原文来自:NASA   Posted: 2016. 12. 20

编译:Melipal   审校:Linq(编译版权所有,未经许可请勿转载)

在数个火星年里,由侵蚀、成长并分叉的沟槽可能就是火星“蜘蛛”这种较大地貌的幼年版,而蜘蛛是仅在火星南极区域可见的径向分布网络结构。

这张动画是由NASA的火星勘测轨道飞行器HiRISE仪器拍摄的三张照片合成的,展示了在3个火星年的时间里,二氧化碳的解冻过程塑造了分支众多的沟槽网络。这一过程可能还会产生较大的径向分布沟渠地貌,也就是火星“蜘蛛”。大图与说明文字请点击(图片提供:NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

研究者使用NASA的火星勘测轨道飞行器(MRO)报告了火星上两个春季之间对沟渠累积式增长的第一次探测,这些沟渠成因是同样的二氧化碳解冻过程,据信会形成蜘蛛状的地貌。

蜘蛛地貌的尺度从数十到数百码(米)不等。多条渠道通常汇聚在同一个中央凹坑中,类似于一只蜘蛛的腿和身躯。在过去的10年里,研究者徒劳地使用MRO的高分辨率成像科学实验仪器(HiRISE)来观察它们一年又一年的变化。

来自科罗拉多大学玻尔得(Boulder)分校的加那·波特扬季纳(Ganna Portyankina)说:“我们是第一次看到了这些较小的结构如何一年又一年地幸存又延伸的,这就是较大的蜘蛛的起源方式。它们位于沙丘区域,因此我们也不知道它们究竟会继续长大,还是会消失于移动的沙海之下。”

沙丘看上去是婴儿蜘蛛形成的一个因素,不过可能也会让很多蜘蛛地貌无法保持所需的数个世纪,并转变为全尺度的蜘蛛。根据观测到的小型沟渠活跃增长的速率推断,塑造一处典型的蜘蛛地貌所需的侵蚀需要1000火星年的时间。这是波特扬季纳与合作者最近在《伊卡鲁斯》杂志上发表的一篇论文中给出的估计结果。1个火星年约合1.9个地球年。

这5张NASA的火星勘测轨道飞行器HiRISE照相机拍摄的照片展示了尺度逐渐增大、复杂性逐渐提高的不同火星地貌,据信它们都是季节性的二氧化碳冰解冻的结果,这种冰在冬季覆盖着火星南极附近辽阔的区域。大图与说明文字请点击(图片提供:NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

论文的合作者、来自亚利桑那州图森市(Tucson)行星科学研究所的卡蒂斯·汉森(Candice Hansen)说:“火星上的很多区域看上去像是将植被剥离掉的犹他州,不过‘蜘蛛’却是火星上独有的地貌。”

二氧化碳冰更著名的名称是“干冰”,它在地球上并不会自然出现。在火星上,干冰层在冬季覆盖着南北极附近的地表,这其中就包括拥有蜘蛛状地貌的南极地区。每到春天,这些区域就会显露出暗色的扇形结构。

来自科罗拉多州玻尔得市空间科学研究所的休·基弗(Hugh Kieffer)在2007年考虑了这些因素,推测出了将它们联系起来的过程:春季的阳光穿过了冰层,温暖了下方的地表,让冰层底部的一些二氧化碳解冻成了气体。被束缚的气体积累的压力最终在冰层中形成了裂隙,让气体喷发而出,而冰层之下的气体朝裂口涌去,扬起了沙粒和尘埃。这一过程侵蚀了地表,还供应了裹挟着颗粒的间歇泉。最终颗粒沿下风向落回地表,看上去就形成了暗色的春季扇形。

这一解释已经被人广泛接受,但是人们还是没有确切地看到最终能形成蜘蛛形态的地表侵蚀过程。6年前,研究者使用HiRISE的观测报告称,在火星北极附近气体喷发点附近的小型犁沟沉积下了春季扇形。然而这些位于最北部的犁沟在不到一年的时间里消失了,看上去是被沙粒所充斥。

在南极附近新发现的犁沟也位于春季扇形的出现地。到现在为止,它们只存在成长了3个火星年,不过随着它们的延伸,已经形成了分支。分支状的结构与蜘蛛地貌很类似。

波特扬季纳说:“在南半球我们看到这些枝状(有分支的)沟槽的地方存在着沙丘,但是在这个区域,沙粒的数量要比北极周围更少。我认为,沙粒刚刚开始在地表塑造沟渠的过程。”

沙粒之下存在着较硬的地表。蜘蛛结构的形成条件可能是要保证地表足够柔软,可以被沙粒雕琢,但是也不能过于疏松,否则沙子就要像北极那样将沟渠填满了。新的研究为二氧化碳以地下的方式塑造火星地貌的过程提供了线索。

MRO于2006年开始环绕火星。来自加州帕萨迪那(Pasadena)NASA喷气推进实验室的MRO代理任务科学家莱斯利·坦帕里(Leslie Tamppari)说:“极高分辨率成像与探测器的长寿命结合起来,让我们得以调研火星上活跃的过程,它们可能会在数季度或数年的时间里产生可探测的变化。我们因火星的动态变化程度而感到震惊。”

HiRISE是由图森(Tucson)市的亚利桑那大学操控的。这台仪器是由科罗拉多州玻尔得(Boulder)的波尔(Ball)航空航天技术公司建造的。隶属于帕萨迪那加州理工学院的JPL为华盛顿的NASA科学任务理事会管理着环火星巡逻者号探测器。丹佛市(Denver)的洛克希德—马丁航天系统公司建造了轨道探测器,并与JPL合作操控它。更多关于该项目的信息请访问:http://www.nasa.gov/mro

(全文完)

Tags:火星 地貌 二氧化碳

责任编辑:Melipal

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