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美宇航局科学家首次发现火星有降雪现象(图)
查字典地理网 来源|2016-11-03 发表|教学分类:地理趣闻

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火星大峡谷

据英国报道,火星探测器向地球发回来的信息显示,火星上有降雪现象,但这些雪花还没有落到地面上,便蒸发到薄薄的火星大气层中了。

火星拥有太阳系中最大的山脉和长度堪比美国的峡谷,是如英国小说家巴拉德想象的梦幻般世界。更为奇妙的是,从火星上空俯视,这个红色星球现正飘落着雪花。当然,雪花并没有落在遍布瓦砾的火星表面,这些雪花还没有落到地面上,便蒸发到薄薄的火星大气层中了。

首次发现降雪迹象

火星上的雪花是在几个月前被发现的,而就在此之前不久,火星还被认为是一个无水的星球。当时,美宇航局发射的一台探测器在火星北极对大气进行扫描,激光器发现了降雪的迹象。这台名叫“凤凰”号的探测器在无线电信号中宣布了这一消息,盘旋在火星上空的轨道器将接收到的信号发送回地面。这是科学家第一次获得这方面的信息。

近几个月来,火星轨道器、登陆车将大量有关火星的重要信息发送回地面,火星降雪的消息仅仅是其中之一。科学家通过汇总这些信息,绘制了一幅前所未有清晰的火星表面图,他们的发现均指向一个无法想象的火星历史,在这个星球上,生命曾经获得过立足点,甚至可能仍存在于火星永久冻结带的寒冷土壤里。

火星是一颗一些数据得到重新定义的星球,体积是地球的一半,但拥有可能是太阳系中最大的山脉——25公里高的奥林匹斯山(OlympusMons)。火星赤道下面则是书写太阳系历史的货真价实的大峡谷——水手谷(VallesMarineris)。水手谷的长度有美国那么辽阔,某些地段的深度达到10公里。

与此同时,一个不同类型的探索正在进行当中——这种探索活动更普通,但毫无疑问意义更加深远。本月初,美宇航局庆祝“勇气”号和“机遇”号孪生探测器着陆火星5周年。当时,“勇气”号和“机遇”号在火星相反两侧着陆,研究火星赤道远古时期的地质状况。这两个火星探测器的设计寿命原本只有三个月,但如今5年过去了,它们仍在向地面发送回最新数据,不断给美宇航局科学家带来惊喜。

“勇气”号对这个巴拉德可以想象的梦幻般世界展开探索。它在“本垒板”(HomePlate)高原的“哥伦比亚山”附近着陆。本垒板高原直径约为80米。“勇气”号发现这个高原被蛋白石沉淀物重重包围。“勇气”号在火星表面行进过程中,车轮粘满了富含硫酸盐的土壤。科学家综合这两方面的信息得出了一个重要结论,那就是本垒板过去曾是一座火山。

古代湖泊岸线特征

美国华盛顿大学火星探测项目副首席科学家雷·阿维德森(RayArvidson)表示:“如果数十亿年前你在这里,火星不断发生喷发,灰烬遮天蔽日,一片一片的热水蒸发到火星大气层。”气候温暖和水是美宇航局寻找生命的先决条件,自20世纪70年代中期以来,科学家便一直在火星上寻找水的痕迹,那个时候,“海盗”号探测器发回的照片显示了深深的沟渠和峡谷,甚至还有类似古代湖泊岸线的特征。

2006年,美宇航局宣布了当时火星上最确凿的液态水证据——美宇航局发射的“火星环球勘测者”轨道器在溪谷壁上发现了由喷涌而出的水留下的痕迹。火星的另一侧,“机遇”号探测器也在依靠太阳能进行着探险之旅,在一个称为梅里迪亚尼平原的地带分析岩石特征。

通过“机遇”号发回地球的数据,科学家发现这个探测器在一片面积约为数百米的沉积矿床着陆,这片矿床可能形成于古代湖泊。这里的土壤特征类似于西班牙南部的力拓(RioTinto)部分区域,不适于生命存在。在力拓,水泡从黄铁矿床渗入,形成硫酸,经过一个干旱、漫长的夏季,这些硫酸变成了酸性泥土。

在美宇航局喷气推进实验室一个由14名科学家组成的任务小组的引导下,“机遇”号和“勇气”号探测器几年来在火星表面漫游。科学家们根据火星夜晚安排工作时间,这样,他们可以在“机遇”号和“勇气”号处于睡眠状态时研究第二天探索任务的细节。火星的一天也要比地球长40分钟,所以,任务小组要不断更改他们的工作安排。

孪生探测器超期服役

每晚关闭以前,“机遇”号和“勇气”号会将它们所在位置的照片和其他数据发送给“火星奥德赛”号轨道器,“火星奥德赛”号则会将这些数据发回任务控制中心。科学家在任务控制中心进一步确定“机遇”号和“勇气”号的位置,决定它们下一步行进路线。“机遇”号和“勇气”号第二天一早醒来,会接到一天任务的指令,指令告诉它们向哪个方向行进,以及行进的时间。

所有这些行动都会经过地面模拟器的演练,确保“机遇”号和“勇气”号不会撞向哪块大石头,或从悬崖边掉下去。整个过程困难重重,但这是驱动两台探测器在距地球100英里之遥的火星上行进的唯一途径。由于行进指令通过“火星奥德赛”号传递会出现延误,“机遇”号和“勇气”号收到指令的时间从1.5个小时到一天不等。

值得注意的是,尽管已经超期运行几年时间,但“机遇”号和“勇气”号所遭受的机械故障屈指可数。刚刚度过火星冬天的“勇气”号最近被命令向南行进,对几座曾经爆发过的火山的地质特征进行调查。“机遇”号则从直径800米的维多利亚陨石坑中爬了出来,目前开始向1公里以外一个名叫“奋进”(Endeavour)的大陨石坑行进。从火星上空飞过的探测器机载摄像机对奋进陨石坑周围的岩石进行了扫描,结果科学家发现它们与以前见过的岩石类型截然不同。

尽管遭遇高强度辐射(与地球不同,火星没有磁场偏转太阳喷射的颗粒)和最低达零下95摄氏度的低温考验,“机遇”号和“勇气”号仍顽强地在火星上漫游。迄今,它们已向地面发回25万张火星照片以及36千兆字节的科学数据。就在“机遇”号和“勇气”号对历史最早可追溯至数十亿年前的岩石展开探索的同时,“凤凰”号火星探测器也被发射升空,对距离现在更近的火星地质特征进行探索。

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