你知道火星雪是什么形状吗？来探索火星上的冬季秘境吧

这张由美国宇航局火星勘测轨道飞行器于 2022 年 7 月 22 日获得的图像显示了沙丘在景观中移动。冬季霜冻覆盖了每个沙丘较冷的朝北半个。

立方体形状的雪、冰冷的景观和霜冻都是这颗红色星球最冷季节的一部分。

当冬天来到火星时，火星表面变成了一个真正超凡脱俗的节日场景。雪、冰和霜伴随着这个季节的零度以下温度。其中一些最冷的发生在两极，那里的气温低至零下190华氏度（零下123摄氏度）。

虽然很冷，但不要指望雪堆值得落基山脉。火星上没有一个地区的积雪超过几英尺，其中大部分落在非常平坦的地区。这颗红色星球的椭圆轨道意味着冬天需要几个月的时间才能到来：一个火星年大约是两个地球年。

尽管如此，这颗行星仍然提供了科学家能够研究的独特冬季现象，这要归功于美国宇航局的机器人火星探险家。以下是他们发现的一些事情：

HiRISE捕获了这些“巨型沙丘”，也称为barchans。冬季，沙丘上空形成了二氧化碳霜冻和冰;随着春天开始升华，深色的沙丘沙被揭示出来。

两种雪

火星雪有两种：水冰和二氧化碳，或干冰。因为火星的空气如此稀薄，温度如此寒冷，水冰雪在接触地面之前就升华了，或者变成了气体。干冰雪确实会到达地面。

“足够多的瀑布，你可以雪鞋穿过它，”南加州NASA喷气推进实验室的火星科学家Sylvain Piqueux说，他的研究包括各种冬季现象。“不过，如果你想滑雪，你必须进入火山口或悬崖边，那里的雪可能会在倾斜的表面上堆积。

我们怎么知道下雪了

雪只发生在火星最冷的极端：两极、云层覆盖和夜间。轨道航天器上的相机无法穿透这些云层，地面任务也无法在极端寒冷中生存。因此，从未捕获过落雪的图像。但科学家们知道它会发生，这要归功于一些特殊的科学仪器。

美国宇航局的火星勘测轨道飞行器可以使用其火星气候测深仪仪器穿透云层，该仪器可检测人眼无法察觉的波长的光。这种能力使科学家能够检测到落在地面上的二氧化碳雪。2008年，美国宇航局将凤凰号着陆器发送到火星北极1，000英里（约1，600公里）内，在那里它使用激光仪器探测落在地表的水冰雪。

HiRISE相机在隆冬时节拍摄了这张陨石坑边缘的图像。陨石坑朝南的斜坡接收的阳光较少，形成了斑块状的明亮霜冻，在这张增强的彩色图像中以蓝色显示。

立方雪花

由于水分子在结冰时如何结合在一起，地球上的雪花有六个面。同样的原理适用于所有晶体：原子排列的方式决定了晶体的形状。在二氧化碳的情况下，干冰中的分子在冷冻时总是以四种形式结合。

“因为二氧化碳冰的对称性为四个，我们知道干冰雪花将是立方体形状的，”Piqueux说。“多亏了火星气候探测仪，我们可以说这些雪花会比人类头发的宽度还小。

水和二氧化碳形成的霜冻直接升华

水和二氧化碳都可以在火星上形成霜冻，这两种类型的霜冻在地球上的出现范围都比雪要广泛得多。维京着陆器在1970年代研究火星时看到了水霜，而美国宇航局的奥德赛轨道飞行器则观察到霜在早晨的阳光下形成并升华。

HiRISE捕捉到了这个春天的场景，当时土壤中冻结的水冰将地面分成多边形。半透明的二氧化碳冰允许阳光照射，加热通过通风口逸出的气体，将深色物质的风扇释放到表面上（在此增强的彩色图像中显示为蓝色）。

冬天的奇妙结束

也许最美妙的发现是在冬季结束时，当所有积聚的冰开始“融化”并升华到大气中时。当它这样做时，这种冰呈现出奇异而美丽的形状，让科学家们想起了蜘蛛、斑点狗斑点、煎鸡蛋和瑞士奶酪。

这种“融化”也会导致间歇泉喷发：半透明的冰允许阳光加热其下方的气体，气体最终爆发，将尘埃送到表面。科学家们实际上已经开始研究这些风扇，以更多地了解火星风的吹向。