NASA的研究人员正在研究火星上发生的一种特殊现象:一系列不受控制的暴风雨,覆盖着整个尘土雾霾。尽管那里是沙尘暴的常见现象,但在全球范围内至少每十年发生一次,强度更高。

在2018年,NASA的设备详细了解了当年的全球沙尘暴。利用火星侦察轨道飞行器(MRO)的数据,研究人员能够进一步研究仍然困扰科学界的现象。

发表了两篇新文章,详细介绍了这场暴风雨中发生的事情:聚集的尘埃云在阳光下变暖并在空中升起。它们是巨大的云层,形成了真正的尘埃塔,并且在火星大气层中的上升比正常尘埃高得多。尽管它们在正常情况下也会发生,但在全球沙尘暴期间,会形成更多的塔。

他们有巨大的比例。塔楼始于罗得岛州(3,144平方公里)的宽度。正如NASA在2018年全球风暴中发现的那样,当它达到80公里的高度时,它的宽度可以达到内华达州(286,382平方千米)的宽度。随着塔楼的衰落,它可能会在地面上方56公里处形成一层尘埃,其厚度可能比美国还要宽。

尘埃塔出现在整个火星年,但根据主要作者尼古拉斯·天堂(Nicholas Heavens)的说法,2018年的全球风暴表现有所不同。他解释说,“灰尘通常会在一天或更长时间内掉落,”但是在全球风暴期间,“灰尘塔会不断更新数周。” 在某些情况下,可以看到长达三个半星期的几座塔。

火星如何失水?

该图像底部中心的黄白色云层是火星的“尘埃塔”。蓝白色的羽毛是水汽云(图片来源:NASA / JPL-Caltech / MSSS)

科学家研究的假说是,灰尘中截留的水蒸气会引起这种塔效应,从而产生一种向太阳辐射分解其分子的空间的“提升”。这可能有助于解释火星上的水如何消失了数十亿年。当灰尘变热时,它会产生气流,其中会携带气体,包括少量的水蒸气。

由《天堂》(Heavens)撰写的前一篇文章显示,在2007年火星发生全球沙尘暴期间,水分子被发射到了高层大气中,在那里,太阳辐射会将其分解成逃逸到太空中的粒子。这可能是“红色星球”如何失去其湖泊和河流,成为当今沙漠的线索。

关于那里的全球沙尘暴的原因,目前尚无定论,但科学家目前正在研究一些假设。随着时间的推移和更多数据的收集,MRO团队希望更好地了解粉尘塔,以及它们在消除火星水方面可能发挥了什么作用。

一个致力于火星气候的团队

火星大气层中仍然存在少量水蒸气,这仍然在地球的气候中起着重要作用。NASA拥有一支致力于了解火星气候的整个团队-火星气候建模中心,该中心专注于火星大气的三个关键组成部分:水蒸气,二氧化碳和粉尘。

在下面的模拟中,水和冰的云层在北半球的一个夏日形成并散布。

模拟显示,尽管云比地球薄,但它们在行星的风力系统中起着至关重要的作用。这意味着它们还有助于塑造水在火星周围的流动。该研究的目的是了解火星当前的水循环,当然还要了解有关古代火星星球的更多信息。为此,科学家还研究了一些假设,例如由影响引起的气候变化。

像MRO员工和Heavens团队一样,火星气候建模中心也认为需要对尘埃塔的物理特性有一个更好的了解,因为这种理解对于计划未来派往那里的任务是必需的。例如,感谢天气建模团队的帮助,NASA事先知道InSight航天器将在沙尘暴即将结束时到达火星,因此任务工程师已准备好根据条件运行航天器。