科学视点

火星巨型沙丘在移动

火星上的巨型沙丘 图片来源:NASA/JPL/亚利桑那大学

近日,研究人员首次发现火星沙粒的大波浪迁移。这一发现打破了人们长期以来的看法,即这些巨型沙丘自数十万年前形成以来就没有移动过。这也是这颗红色星球上的风力强于预期的证据。相关研究成果发表于《地球物理研究杂志:行星》。

据《科学》报道,未参与此项研究的美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家Ralph Lorenz说,人类能探测到火星上的这些变化相当令人震惊。

地球沙漠中可以找到巨型沙丘。沙子中的波浪间隔达数十米,它们是许多沙丘上每10厘米左右波动一次的涟漪的放大版。

与沙丘不同的是,巨型沙丘由两种不同大小的沙粒组成。意大利国家天体物理研究所行星科学家Simone Silvestro说,更粗、更重的颗粒覆盖了巨型沙丘的顶部,风更难移动这一部分颗粒。

自21世纪初以来,火星探测器和轨道飞行器多次在这颗红色星球上发现巨型沙丘。但它们似乎没有发生任何可测量的变化,这导致一些科学家认为它们是火星过去的遗迹。

现在,Silvestro和同事利用美国宇航局火星勘测轨道飞行器拍摄到的图像表明,一些巨型沙丘确实在缓慢移动。

研究人员重点研究了火星赤道附近的两个地点。他们分析了McLaughlin陨石坑的大约1100个巨型沙丘,以及Nili Fossae地区的300个巨型沙丘。研究人员通过对比两个地点分别相隔7.6年和9.4年拍摄的延时图像,寻找巨型沙丘移动的迹象。研究表明,这两个地区的巨型沙丘每年推进约10厘米。

美国史密森学会航空航天博物馆行星地质学家Jim Zimbelman说,巨型沙丘在火星上移动令人惊讶。他说,就在几十年前,还没有证据表明火星上的沙子是流动的,“我们都没想到风这么大”。

Silvestro和同事提出,火星上的风可能正在加速小沙粒形成。一旦这些沙粒开始滚动或弹跳,就会像攻城锤一样,撞击较大的沙粒,使其运动起来。

研究小组认为,火星上的沙丘很可能为巨型沙丘的迁移贡献了它们的颗粒,因为附近的沙丘与巨型沙丘向同一方向移动。

火星大气模型表明,能够移动沙子的风非常罕见。研究小组认为,这一发现将迫使这些模型被修改。

Silvestro计划将他对迁移巨型沙丘的研究扩大到整个火星。他怀疑速度最快的巨型沙丘将出现在火星上移动最快的沙丘附近。研究人员认为,移动中的巨型沙丘是有风条件的信号,这可能会引发沙尘暴。空气中的灰尘会覆盖太阳能电池板,降低其效率,还会附在齿轮等机械部件上。这对火星“漫游者”和人类栖息地来说都是坏消息。

相关论文信息:https://doi.org/10.1029/2020JE006446


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