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火星神秘解释

2019-09-12 113粘菌粘液霉菌

火星极地冰盖的螺旋槽被称为太阳系中最神秘的地貌。深峡谷从红色星球的南北两极盘旋而出,绵延数百英里。没有其他行星有这样的结构。

一种新的槽形模型表明,仅加热和冷却就足以形成这种不同寻常的槽形。之前的解释主要集中在交替的融化和再冻结循环上,但也需要风或冰帽的移动。

位于图森的亚利桑那大学地球科学助理教授Jon Pelletier说:“我应用了适合火星的特定参数,由此产生的螺旋不仅是螺旋,而且与我们在火星上看到的形状完全一样。”“它们有合适的间距,合适的曲率,彼此之间有合适的关系。”

他的报告“火星上的螺旋槽是如何形成的?”发表在《地质学》(geological)杂志4月刊上。他的一个计算机模拟槽形为封面增色不少。

火星神秘解释

研究背景

自从1976年海盗号宇宙飞船首次发现冰峡谷的螺旋状结构以来,科学家们就一直困惑不解。

Pelletier是一位地貌学家,研究地球上的地貌,如沙丘和河道,他喜欢有规律间隔的自然图案。

螺旋形正好符合他的要求,在研读一本有关生物学数学模式的书时,他被粘菌形成的螺旋形所打动。他想知道描述粘菌如何生长的数学方程是否也适用于地质过程。

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研究内容

“有一种方法可以让螺旋形成,”他说。所以他尝试了一下,使用描述火星情况的信息。

火星上的温度一年中的大部分时间都在零度以下。Pelletier说,在夏季很短的时间内,极地冰盖的温度刚好高到足以让冰融化一点。

他提出,在这段时间里,冰层表面呈现出朝向太阳的陡峭一面的裂缝或缺口可能会融化一点,加深并扩大裂缝。来自太阳的热量也通过冰扩散。

就像冰块在冰箱里蒸发一样,在火星上,融化的冰会蒸发而不是变成液态水。

当水蒸气到达小峡谷阴冷阴冷的一侧时,就会凝结再结冰。因此,峡谷扩大和加深,因为一边偶尔受热,而另一边总是很冷。

“火星上的环境温度正好形成了这种形状。而在太阳系的其他任何地方都不是这样,”他说。“形成螺旋是因为熔点集中在一个特定的地方。”

Pelletier说,火星螺旋槽形成的关键是不同程度的融化和再冻结。

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新螺旋生成方程

因此,他将加热和冷却循环的数学描述放入螺旋生成方程中,并运行计算机模拟来预测在数千个这样的循环中会发生什么。他的模型中没有包括风或极地冰盖的运动。

电脑做出的图案与火星上的图案相匹配,甚至与螺旋上的瑕疵相匹配。

“我的模型预测了这些东西之间的距离,它们是如何弯曲的,以及随着时间的推移它们是如何演变成螺旋状特征的,”他说。

“很多行星科学都是对我们所看到的图像做出有根据的猜测。我们不能去那里,我们不能做实地实验。”他说:“数字模型的发展为我们提供了强有力的建议,告诉我们创造我们所看到的这种形式的本质是什么。”

引用

University Of Arizona. "Martian Mystery Explained." ScienceDaily. ScienceDaily, 26 March 2004.
www.sciencedaily.com/releases/2004/03/040326072245.htm.

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