作者:宗华 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/30 18:55:07
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火星沸水让沙粒漂浮

火星上的沙团有时表现得像微小的气垫船。图片来源:NASA/JPL

火星上的沙子可能是漂浮在大气中的。火星夏天温暖的天气同稀薄的大气和沉积的冰结合在一起,可能导致沙子漂浮在空中并且雕刻出深深的沟壑。相关成果日前发表于《自然—通讯》杂志。

火星上的气候在夏天会变得非常温和,温度能达到20℃。这种温暖足以融化一些如斑点般散布在这个星球上的沉积冰。不过,由于火星的大气压强只有地球的1/100,因此这种液态水在沸腾前并不会在表面持续太久。

来自英国开放大学的Jan Raack和同事发现,由此产生的一些水蒸气能将沉积物抬升到大气中并且使其在地面上移动。“我们在试验中发现,有些湿的沙粒会‘漂浮’在沉积物上。”Raack介绍说,这是由蒸发的水导致的——后者会在沙粒下面创建一个“垫子”,并将其变成微小的“气垫船”。

研究人员通过在实验室中创建类似于火星的条件发现了上述现象。他们模拟了火星的沟壑,因为此前研究表明,在沟壑处出现的滑坡可能是由向下流至火星山腰的水引发的。

他们将类似于火星土壤的样本放在相对较低的气压和温度下。当研究人员添加液态水时,样本几乎立即就蒸发了。一些水蒸气引发了悬浮效应,即沙子像泡泡一样冒气仿佛悬停在大气中。这种效应在地球上仅会持续几秒钟,但将较弱的火星重力考虑进来的计算结果表明,取决于水量,它最长可持续一分钟。在沙子悬浮时,它切割出了人类在火星表面看到的深深的沟壑。

来自美国科罗拉多大学博尔德分校的Bruce Jakosky表示,如果尘埃真的会在火星上漂浮,那么它只会在一些孤立的区域出现。“我想知道的关键问题是火星上是否有很多这样的环境,即拥有足量的水产生上述效应。”Jakosky表示。当沟壑和被称为季节性斜坡纹线的盐水流动看上去湿润时,但实际上它们有很大几率是干燥的山体滑坡。

不幸的是,想在这个红色星球上寻找漂浮的尘埃非常困难。目前环绕火星运行的轨道飞行器并未拥有足够高的分辨率来辨认如此细微的表面细节。(宗华)

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