MRO探秘火星(一)

<p>　　2009年3月中随着天空变得日渐昏暗，火星沙尘暴正在迫近。科学家和工程师们担心，两辆火星车“勇气”号和“机遇”号的终点也许即将来临。漫天飞舞的沙尘遮蔽了太阳，靠太阳能电池提供电力的两辆火星车开始失去能源。“勇气”号的能源下降了20%，“机遇”号的则下降了30%。但毕竟它们已经大大超额完成了任务。最初设计寿命只有3个月的两辆火星车双双都已经进入了第6个工作年头。 </p><p>　　</p><p>　　不过正犹如突然兴起一样，这场沙尘暴很快就平息了。到2009年5月中，阳光再一次穿透了火星稀薄的大气。火星车复苏，开始了新的探测活动。这两辆火星车的最大发现——火星表面曾经有液态水流淌——深藏在火星的过去。而现在火星探测的重点已经转移到了三个环绕火星的探测器身上：美国宇航局（NASA）的火星勘测轨道飞行器（MRO）、“火星奥德赛”以及欧洲空间局（ESA）的“火星快车”。由于“火星奥德赛”和“火星快车”已经是第三次延长了探测任务，因此MRO很自然地成为了“重中之重”。它探测了火星天气和气候的变化，并且发现了隐藏在火星地表之下的冰。综合2008年NASA的“凤凰”号火星着陆器的发现，新的这些发现绘制出了一幅火星过去和现在的动人画卷。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>极冠的变化</strong> </p><p>　　随着2009年初春天降临南半球，火星南极的冰冠发生了显著的变化。和地球不同，火星的两极都拥有一个永久冰冠和一个季节性冰冠。季节性冰冠由冬季从大气中凝固的二氧化碳而成。这些固态的二氧化碳（干冰）会在火星地表累积，深度达到大约1米。 </p><p>　　春季太阳在火星天空中的位置越来越高，温度也开始回升，这些干冰就会从固体升华成气体。这一过程会同时发生在季节性极冠的表面和底部。束缚在冰冠下方气体的压强逐步升高，最终会从某个较薄弱的地方喷涌而出。 </p><p align="center"></p><p> 　　</p><p>　　MRO上的火星彩色成像仪在2009年3-4月间拍摄的火星南极极冠。版权：NASA/JPL-Caltech/MSSS。 </p><p>　　</p><p>　　但这一现象发生的时候，通常还会带出沉积在火星表面的尘埃。在某些地方，这些深色的物质为形成蜘蛛状的图案。在另一些地方，则会呈扇形。在一些地方变薄的极冠还能显露出其下方深色的地表。 </p><p>　　MRO上的高分辨率成像科学实验（HiRISE）在2009年火星南半球春季期间捕捉到了所有这些特征。一些行星科学家通过研究这些照片希望进一步地了解火星凝固、融化过程的季节循环。另一些科学家则等待季节性冰冠的完全消失，这样他们就可以研究其下方的地貌。这是自2006年进入火星轨道以来MRO探察的第二个火星南半球春天。 </p><p>　　</p><p>　　<strong>地下水库 </strong></p><p>　　干冰激发起了火星科学家的兴趣，但水冰才是他们真正关注的。在过去的几个月里，科学家们在火星表面之下发现了大量的水冰。更令人兴奋的是，这些冰所能延伸的范围比先前想象中的更为靠近赤道。 </p><p>　　科学家们使用MRO上的浅层地下雷达（SHARAD）来探测火星地表之下的情况。正是这些布满岩石的地表保护了其下方的水冰，因为任何暴露在火星稀薄大气中的冰都会在阳光的照射下迅速蒸发。 </p><p>　　科学家们还仔细研究了“冲积扇”——山脉或者峭壁底部坡度较缓的沉积地带。发现火星南半球哈拉斯盆地周边的冲积扇中埋藏的冰川长达数十千米且厚度达到了800米，对北半球冲积扇的探测也得到了类似的结果。 </p><p align="center"></p><p align="center"> 　　</p><p>　　哈拉斯盆地东部一座山周围的冲击扇。MRO上的浅层地下雷达在类似地貌下发现了大量的水冰。本图由“火星快车”数据生成。版权：Ernst Hauber/DLR。 </p><p>　　</p><p>　　从20世纪70年代“海盗”号任务以来，科学家已经知道了火星上有冲积扇。但没有人知道这些特征是否是由水冰或者岩石碎片和少量水冰混合流动而形成的。SHARAD则揭开了其中的原委。雷达可以穿透这些冲积扇，反射回来的信号中不存在沉积物中岩石的回波，这说明冲积扇必定几乎完全是由水冰组成的。 </p><p>　　</p><p>　　尽管并非位于火星的两极，但所有这些地下的冰川却无疑是火星上最大的水冰储地。科学家们怀疑，这些冰川可能是上个冰河期覆盖火星中纬度地区冰原的遗迹。这些冰可以做为未来火星探测的水源，同时也为火星曾经拥有足以承载生命的水的想法提供了一定的支持。 </p><p>　　来源：科学松鼠会</p><p>　　</p><p>　　</p><p>　　</p><br />