行星科学家揭开火星极地冰冠神秘不对称之谜（图）

2008-10-03 01:10

近日，行星科学家揭示了火星极地冰帽神秘季节性不对称的最新解释。

与地球类似的是，火星也拥有冰冻的极地冰冠，但不同于地球的是，火星极地冰冠是由二氧化碳构成，而并不像地球是由冰水物质构成。在火星南半球的夏季，多数冰冠将发生升华，该进程是液态冰直接转换成气态形式，升华之后会在极地出现主要以冰态二氧化碳为主的残留物质，这种冰态二氧化碳也被称为"干冰 "。

然而，当冬季冰冠对称地分布在火星南极，残留冰冠将偏移3-4度。科学家们曾认为以上现象的一种解释是：冬季在极地西半球降落了更多的雪，这样的话，在夏季和春季，一些表面的积雪将保留在极地西半球。但是最新关于火星气候的研究资料显示，极地冰冠可能存在着轻微的机制差异，这项复杂性解释将涉及到风、雪和太阳的奇特交互性反应。

雪和霜冻

这项最新研究结果来自于欧洲宇航局"火星快车号"探测器机载的傅立叶行星分光计，意大利Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario(IFSI)研究机构的马科·吉乌拉那和同事对火星南极大气层的温度和其他条件进行了测试，同时还对南极冰冠二氧化碳堆积进行了分析。

他们发现这种偏移现象开始于火星中纬度向东强烈的风力，这股风力直接吹向海腊斯盆地(Hellas Basin)，这是火星表面最大的碰撞结构，盆地直径为1429英里，深度为4英里。这处盆地的陡峭壁面对这股风力进行了偏移，并在大气层中形成强大的波动，这与地球上出现的罗斯比波(Rossby waves)十分相似。罗斯比波改变了火星高纬度风力的路程，促使气候系统接近于南极区域。

在火星西半球，强低压系统接近于南极区域，而一个高压系统位于东半球，然后再接近南极区域。西半球的低压系统使气温变得更低，这一温度仅能将二氧化碳浓缩成为雪状结构，这意味着南极西半球是由雪和霜冻构成的。

吉乌拉那称，在东半球的高压系统，温度总是相对地暖和，无法使冰雪降落，因此在东半球仅存在着霜冻。不考虑半球的因素，霜冻经常出现于火星南极区域，吉乌拉那告诉太空网站说，"在火星极地的夜晚，你总能发现表面上有浓缩的二氧化碳，我称它为霜冻。当二氧化碳气体接触极地表面时，它将立即被冻结。 "

霜冻吸收阳光促进升华

这项研究并不仅是证实火星极地存在更多的冰覆盖，如：雪和霜冻，在火星极地区域覆盖的大量雪将比表面霜冻向太空反射更多的阳光。霜冻颗粒比雪颗粒更大，并具有更粗糙的表面。在这样的崎岖不平纹理结构下，霜冻能够吸收更多的阳光，促进升华作用。因此，由雪和霜冻构成的南极冰冠的西部区域，不仅有大量的二氧化碳冰堆积，而且在夏季时升华得更慢，而该区域的霜冻在夏季时则会完全消失。

研究人员指出，这项研究将解释为什么冰冠并不是对称性地分布在南极区域。该研究报告已发表在近期出版的《国际太阳系研究杂志》(Icarus)上。