火星巨型沙丘在移動

2020-07-29 中國科學報

作者：韓天琪

火星巨型沙丘在移動

火星上的巨型沙丘 圖片來源：NASA/JPL/亞利桑那大學


近日，研究人員首次發現火星沙粒的大波浪遷移。這一發現打破了人們長期以來的看法，即這些巨型沙丘自數十萬年前形成以來就沒有移動過。這也是這顆紅色星球上的風力強於預期的證據。相關研究成果發表於《地球物理研究雜誌：行星》。

據《科學》報導，未參與此項研究的美國約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室行星科學家Ralph Lorenz說，人類能探測到火星上的這些變化相當令人震驚。

地球沙漠中可以找到巨型沙丘。沙子中的波浪間隔達數十米，它們是許多沙丘上每10釐米左右波動一次的漣漪的放大版。

與沙丘不同的是，巨型沙丘由兩種不同大小的沙粒組成。義大利國家天體物理研究所行星科學家Simone Silvestro說，更粗、更重的顆粒覆蓋了巨型沙丘的頂部，風更難移動這一部分顆粒。

自21世紀初以來，火星探測器和軌道飛行器多次在這顆紅色星球上發現巨型沙丘。但它們似乎沒有發生任何可測量的變化，這導致一些科學家認為它們是火星過去的遺蹟。

現在，Silvestro和同事利用美國宇航局火星勘測軌道飛行器拍攝到的圖像表明，一些巨型沙丘確實在緩慢移動。

研究人員重點研究了火星赤道附近的兩個地點。他們分析了McLaughlin隕石坑的大約1100個巨型沙丘，以及Nili Fossae地區的300個巨型沙丘。研究人員通過對比兩個地點分別相隔7.6年和9.4年拍攝的延時圖像，尋找巨型沙丘移動的跡象。研究表明，這兩個地區的巨型沙丘每年推進約10釐米。

美國史密森學會航空航天博物館行星地質學家Jim Zimbelman說，巨型沙丘在火星上移動令人驚訝。他說，就在幾十年前，還沒有證據表明火星上的沙子是流動的，「我們都沒想到風這麼大」。

Silvestro和同事提出，火星上的風可能正在加速小沙粒形成。一旦這些沙粒開始滾動或彈跳，就會像攻城錘一樣，撞擊較大的沙粒，使其運動起來。

研究小組認為，火星上的沙丘很可能為巨型沙丘的遷移貢獻了它們的顆粒，因為附近的沙丘與巨型沙丘向同一方向移動。

火星大氣模型表明，能夠移動沙子的風非常罕見。研究小組認為，這一發現將迫使這些模型被修改。

Silvestro計劃將他對遷移巨型沙丘的研究擴大到整個火星。他懷疑速度最快的巨型沙丘將出現在火星上移動最快的沙丘附近。研究人員認為，移動中的巨型沙丘是有風條件的信號，這可能會引發沙塵暴。空氣中的灰塵會覆蓋太陽能電池板，降低其效率，還會附在齒輪等機械部件上。這對火星「漫遊者」和人類棲息地來說都是壞消息。

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2020JE006446

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