火星上首度發(fā)現(xiàn)干冰雪花

齊郁

火星表面飄落著“雪花”，而構(gòu)成雪花的冰品是固體二氧化碳，即干冰。這是太陽(yáng)系內(nèi)獨(dú)一無(wú)二的氣候現(xiàn)象。

科學(xué)家從美國(guó)航天航空局的火星偵察軌道飛行器觀測(cè)資料中看到了最清楚的證據(jù)，證明火星正在降下由同態(tài)二氧化碳（干冰）所形成的雪花，甚至還可在火星表面形成干冰積雪。盡管探測(cè)時(shí)間跨越2006年和2007年的火星冬季，分別從云層上方和側(cè)方采集并向地球發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，但研究人員直到篩選數(shù)據(jù)時(shí)，才注意并確認(rèn)于冰降雪現(xiàn)象。

干冰云

固態(tài)二氰化碳，俗稱干冰，必須在-125℃的環(huán)境下才能產(chǎn)生，比水凝結(jié)成冰所需的0℃還低很多。干冰雪花的出現(xiàn)提示科學(xué)家一個(gè)事實(shí)，那就是雖然火星某些區(qū)域可能與地球相似，但火星和地球其實(shí)仍是環(huán)境迥異的兩顆星球。

干冰雪花發(fā)生在火星南極的冬季。火星南極極冠的干冰量會(huì)隨季節(jié)而變化，但無(wú)論季節(jié)如何改變，始終都會(huì)殘存一部分的永久極冠。這個(gè)事實(shí)，科學(xué)家早在幾十年前就已知曉了。2008年，美國(guó)航空航天局的“鳳凰”號(hào)也曾在火星北半球觀測(cè)到水冰形成的雪花。

科學(xué)家分析了搭載在火星偵察軌道飛行器上的火星氣候探測(cè)器觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，尋找位于正頭頂和旁邊的云朵。這個(gè)儀器利用可見(jiàn)光至紅外光九個(gè)波段的亮度，來(lái)檢測(cè)火星大氣中的粒子與氣體，并由此獲得關(guān)于溫度、粒子大小和濃度等信息。科學(xué)家主要分析了火星南極區(qū)在2006年—2007年冬季的觀測(cè)數(shù)據(jù)，從中鑒別出火星南極上空有一朵直徑寬達(dá)500千米、持續(xù)存在的高聳干冰云。此外，在南緯七八十度之間，也有其他一些小一點(diǎn)、存在時(shí)間短一點(diǎn)的干冰云。

分析結(jié)果

這些云朵出現(xiàn)期間。云中的干冰粒子大到足以降落到地面。另外，當(dāng)儀器指向地平面方向時(shí)，云朵的紅外光譜特征很清楚地顯現(xiàn)干冰粒子，以及這些粒子向地面延伸的景象。經(jīng)由這種觀測(cè)方式，火星氣候探測(cè)器便能分辨大氣中和地面的干冰粒子。

火星南極的永久極冠是火星表面唯一終年存有干冰的地方。極冠軍的干冰在夏季會(huì)升華而進(jìn)入大氣中，從而他得極冠面積縮小，到了冬季則會(huì)沉積在極冠而使極冠面積擴(kuò)大。不過(guò)科學(xué)家一直不明白，在冬季的南極極冠大氣中，二氧化碳?xì)怏w到底是如何沉積到極冠上的？是經(jīng)由雪花飄落，還是直接在地面結(jié)霜？從這次最新的分析結(jié)果來(lái)看，雪花最容易積聚在永久極冠的頂部。而干冰雪花的發(fā)現(xiàn)，意味著無(wú)論雪花還是結(jié)霜，都與永久極冠為何長(zhǎng)久存在有密切關(guān)聯(lián)。