这张图像是由美国宇航局火星勘测轨道飞行器(MRO)上的高分辨率成像科学实验相机(HiRISE)拍摄的。
位于火星Arsia Mons地区。
Arsia Mons 是 Tharsis Montes 地区三座休眠火山之一,可以看出火星表面有个洞穴,仅几米宽。
科学家想知道这是洞穴还是熔岩管的入口?
于是通过变化角度又拍摄到了侧壁的图像。
其中一个的图像显示了一个发光的侧壁,这可能表明只是一个坑或竖井,而不是洞穴或熔岩管的入口。
也许是发生在地下深处的坍塌的结果。
因为这和地球上的火山塌陷极为相似。
这四张连续的图像显示了夏威夷火山塌陷形成的方式。
随着火山喷发和沉降,裂缝形成。
它们慢慢地向上迁移,上面的岩石开始落入其中。
最终,向上迁移的裂缝到达地表,屋顶塌陷。
在地球上,植物最终会在陨石坑中定居,在火星上,它们与坍塌时大致相同。
但是一切都还不确定,如果坑下有洞穴,这些洞穴也可能成为未来机器人探索的目标。
有朝一日它们可以作为宇航员的避难所。
火星的人类访客需要一个地方来躲避困扰地球的辐射、温度波动和沙尘暴。
如果这颗行星像地球或月球一样,它可能有大型地下熔岩管,可以容纳避难所。
熔岩管的坍塌部分,称为天窗,可以提供通往这些地下避难所的通道。
没有理由说火星上不应该存在熔岩管。
事实上,火星的引力比地球弱得多,这应该允许更大的管道。
大型地下熔岩管,有朝一日可以作为宇航员的避难所。
火星的人类访客需要一个地方来躲避困扰地球的辐射、温度波动和沙尘暴。
火星熔岩管仍然是一个谜。
科学家们已经发现了大量的形态学证据表明它们很丰富。
但在科学中,你不能假设它们在那里,即使它们看起来很有可能。
即使已经有几十个探测器已被送往火星,但我们对于那个世界仍有许多未知之处。
以下是一些有关于火星尚未解开的大奥秘。
1. 为什么火星有两副面孔? 科学家们几十年来一直对于火星两端的景观百思不得其解。
北半球较光滑和低平,这是在太阳系中最平坦、光滑的地方之一,可能是由曾经流过火星表面的水造成的。
而南半部火星表面是粗糙的并布满了陨石坑,而且海拔约比北部高2.5英里至5英里(4公里至8公里)。
最近的证据指出,火星北部和南部的两半之间的巨大差异是在很久以前一颗巨大陨石撞击火星造成的。
2. 火星上的甲烷如何来的? 不过还有一些产生甲烷的方法没有牵涉生命,例如火山活动。
欧洲太空总署的ExoMars探测船预计在2016年发射,目的是要研究火星的大气中的组成,以更了解这甲烷。
这些条纹的宽度从几十米到上百米不等,长度通常可达几百米甚至上千米,其颜色特别深,与周围浅色尘土形成鲜明对比,它们通常从斜坡高处区域开始,然后顺着坡度向下延伸并逐渐分叉。
而在一段时间之后,一些条纹还会变浅甚至消失,与此同时,新的条纹又会出现,这使得它们看上去不像是火星表面的固定地质纹理,而更像某种持续发生的活跃现象。
在刚开始的时候,科学家曾经认为,这应该是火星表面涌出的液态水造成的冲刷痕迹,毕竟在那个时候,大家普遍乐观地认为,火星上可能会有生命,所以出现这样的现象也合情合理。
然而这个观点被否定了,因为后续的探测数据表明,以火星表面的温度和气压,就算是有液态水,它们也无法长期稳定地存在,根本就不可能形成规模如此巨大的冲刷痕迹。
如果不是水,那这些条纹又是怎么形成的呢?对此,一个曾被普遍认同的观点认为,其形成原因可能是陨石撞击产生的震动波“抖落”了斜坡上的尘埃颗粒,暴露出下方深色的基底物质。
然而随着观测数据的累积,越来越多这样的条纹被发现,迄今为止,其数量已经高达大约160万条,并且其中有很多都是“新鲜”的,其形成年龄通常在几年至几十年之间。
显而易见的是,在这么短的时间内,火星上不可能遭到如此密集的陨石撞击,退一步讲,如果真有这么多陨石撞击火星表面,那我们也应该观测得到。
所以这种观点也站不住脚了,就这样,火星上的这160万条神秘条纹,困扰科学家半个世纪。
好消息是,根据一项近日发表在《自然·通讯》上的新研究,关于这些条纹的形成机制,现在终于有了答案。
据了解,此次研究利用火星勘测轨道飞行器(MRO)在2006年至2024年间拍摄的海量数据,通过机器学习自动识别,对火星表面上的这种条纹进行了前所未有的详尽分析。
尽管这看上去很简单,但实际上却工作量巨大,耗费了大量的时间和算力,其最终的结果是:绝大多数新条纹的形成,都集中在火星上特定的季节,且发生在那些风速极高的区域。
所以此次研究给出的答案就是:火星上的这些神秘条纹,其实就是风造成的,它们本质上就是一种由细小尘埃层塌落造成的“干滑坡”现象。
研究人员表示,火星表面长期覆盖着一层相对较轻且明亮的尘埃颗粒,当季节性风速升高到能让这些尘粒松动和被重新搬运的水平时,尘层会在某些坡面上失去稳定,像一张被轻轻扯开的毯子一样沿坡滑落。
这样一来,就露出了其下方颜色更深、粒度更粗的基底物质,从而形成了明显变暗的条纹,在此之后,它们又会逐渐被火星大气中的明亮细尘重新覆盖,然后慢慢地变浅和消失。
那么问题就来了,既然答案是如此简单,那之前为什么没有发现呢?对此,研究人员给出的解释是,形成这些条纹的条件(例如特定的温度梯度和风切变),基本上都是出现在日出和日落时分,并且其过程通常只会持续几分钟,这使得探测器几乎不可能“现场抓到”条纹生成的过程,所以此前就只能在“某个时点之前不存在、后来突然出现”的观测结果中推测其成因。
而此次研究基于海量的探测数据和机器学习分析,首次对火星全球数百万条纹进行系统统计(包含了部分重复拍摄),并把它们的出现时间与当地季节性风速、尘埃活动进行逐点比对,确定了条纹出现的时段与强风触发尘层松动的季节高度吻合,才最终得到了正确的答案。