尘埃魔鬼,幽灵的存在,揭秘火星上的大气

NASA的“好奇号”在火星上观测到沙尘暴,和地球从成沙尘暴一样,火星上的沙尘暴也是由于强对流引起的,天文学家表示它们还可以揭示风速和持续时间,结合气象数据,可以帮助科学家更多地了解火星天气,以及尘埃是如何进入火星的。

图片:火星图像,图源:science alert

与其他太阳系行星相比,火星或许只有稀薄的大气层,但它却充分利用了这稀薄的大气层。水冰可以逐渐上升到高空,形成薄云。狂风可以刮起不受控制的沙尘暴,使其笼罩整个星球,甚至可以形成一个延伸到太空的灰尘塔

图解:火星大气层薄云,图源:science alert

因此,美国宇航局火星好奇者号探测器在盖尔陨击坑努力工作,有时会用电子眼观察火星的天气现象,也就不足为奇了。现在,它发现了一个尘埃恶魔在岩石环形山地面上旋转。

图解:美国宇航局好奇者号火星探测器在火星上的自拍,图源:维基百科

在火星上看到的天气现象我们在地球上也能看到,这不仅仅是有趣,它还能告诉我们许多关于红色星球上季节性的大气变化。

在地球的南半球,即将进入火星夏季,该地区的大气层正在升温,并且在这里可以找到盖尔陨击坑。和地球上大气的不均匀加热所产生大气运动一样,火星大气也受到了这样的影响。

"较强的地表加热往往会产生较强的对流和对流涡旋,这些涡旋由绕着低压核心旋转的快速风组成,"Aeolis研究中心的大气科学家克莱尔·纽曼在火星探索博客上写道。

图解:大气图像,图源: Aeolis Research

"如果这些旋涡足够强大,它们就能将尘埃从地表扬起,成为可见的'尘埃魔鬼',这样我们就可以用相机进行成像。"

尘埃魔鬼很好理解,它们在地球和火星上的出现方式都是一样的。它们在相对平坦、干燥的地形中形成的效果最好,尤其是当地表层的空气比上层空气要温暖时。

这些表面的热空气通过较冷的、较浓的空气开始上升,形成上升气流。于是就会导致冷空气下沉。如果有水平风吹过这个垂直环流,尘埃恶魔就会开始行动。

它们在火星上极为常见 但我们之所以知道这一点 是因为当它们在地面上移动时 它们会扫起路径上的尘埃,留下痕迹。实际上在红色星球上看到它们的行动是相当罕见的,因为我们的观测能力是有限的,而且尘埃魔鬼本身的寿命也十分短暂。

纽曼说,在图像的顶部中央看到的,处于上方的尘埃魔鬼,是美国宇航局好奇者号火星探测器在太阳2847号拍摄到的,覆盖的时间跨度大约5分钟。尽管它看起来很鬼魅,但我们能看到它,说明它的威力相当大。

"我们经常要对这些图像进行处理,通过增强它们之间的变化,尘埃魔鬼才会清晰地显示出来,"她写道。"但这个尘埃魔鬼给人留下了深刻的印象,在原始图像中也是如此,如果你仔细看的话,你就能看到它在向右移动,在较暗和较亮的斜坡之间的边界处。"

图解:尘埃魔鬼的移动,图源:美国宇航局

研究这些图像可以揭示很多关于火星上的尘埃魔鬼的情况。比如它们是在哪里形成的?它们是如何进化的?它们会持续多长时间?它们所拾取的尘埃的类型是什么?以及它们会在什么样的地点变化。

它们还可以揭示风速和持续时间,结合气象读数,可以帮助科学家了解更多关于火星天气的信息,以及尘埃魔鬼是如何融入其中的。

好奇者号火星探测器是目前火星上唯一的作业漫游车(InSight是一个固定的着陆器),所以对于火星的尘埃魔鬼,能收集到的地表信息都非常有限。不过火星上也有运行的轨道器,它们所覆盖的检测地面更多。

这些轨道器从太空中捕捉到了偶尔出现的尘埃魔鬼,以及它们消失后留下的许多许多足迹。

图解:2012年出现的蛇形尘埃魔鬼,图源:sciencealert

图解:尘埃魔鬼留下的足迹,图源;esa

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