驚悚的“火星蜘蛛”在20年后終于得到了解釋

2018年5月13日，美國宇航局火星勘測軌道飛行器在火星南極拍攝到這張“蜘蛛”的照片

吉吉彈奏吉他，英國科學(xué)家彈奏一大塊干冰，試圖弄清被稱為“火星蜘蛛”的奇怪外星圖案背后的原因。

毫無疑問的是，這些能在火星南極被衛(wèi)星觀測到的類似于“蜘蛛”的圖案并不是真正的蜘蛛。但是，這些雕刻在火星表面的黑色分支形狀的圖案看起來十分嚇人，以至于二十多年前，當(dāng)科研人員發(fā)現(xiàn)這些圖案后給它們起了一個“蜘蛛形”的綽號，意思是“像蜘蛛一樣的”。

這個直徑有3300英尺（1公里）的巨大圖案與地球上的事物都沒有任何相似之處。但是，3月19號，一篇發(fā)布于《Scientific Repots》雜志上的一項新研究顯示，科學(xué)家已經(jīng)成功地在他們的實驗室中用一塊干冰和一個模擬火星大氣的機(jī)器模擬建設(shè)了一個縮小版的類似蜘蛛的圖像。當(dāng)一塊溫度極低的干冰和模擬火星沉積物組成的溫度較高的表面時，一部分干冰立即升華（從固態(tài)直接變成氣態(tài)），在這個過程中，逸出的氣體沖擊固體表面從而形成蜘蛛狀裂縫。

這是一個在實驗室中創(chuàng)建的 "蜘蛛 "的例子，橫截面顯示，槽的深度在遠(yuǎn)離蜘蛛中心的地方會減少，就像在火星上一樣。 (圖片來源：Scientific Reports,CC by 4.0)

"這項研究為一種被認(rèn)為可以改變火星上的極地景觀的表面過程提供了第一組經(jīng)驗證據(jù)，"研究的主要作者、英國開放大學(xué)的行星科學(xué)家勞倫-麥基翁在一份聲明中說。"實驗直接表明，我們從軌道上觀察到的火星上的蜘蛛圖案可以通過干冰從固體直接轉(zhuǎn)化為氣體來雕刻。

根據(jù)美國宇航局的數(shù)據(jù)，火星大氣層中含有95%以上的二氧化碳（CO2），因此冬季在火星兩極周圍形成的許多冰和霜也是由二氧化碳構(gòu)成的。在2003年的一項研究中，研究人員推測，火星上的蜘蛛可能在春天形成，當(dāng)時陽光穿透半透明的二氧化碳冰層，并加熱下面的地面。這種加熱會使冰層從底部升華，在冰層下形成壓力，直到最后出現(xiàn)裂縫。研究小組推測，澎湃的氣體從裂縫中噴涌而出，留下了今天在火星上可見的曲折的蜘蛛腿圖案。

直到最近，科學(xué)家們還沒有辦法在地球上測試這一假說，因為地球上的大氣條件大不相同。但在新的研究中，研究人員利用一個名為開放大學(xué)火星模擬室的裝置，在地球上做了一小片火星。該團(tuán)隊在室內(nèi)放置了大小不一的沉積物顆粒，然后使用一個類似于商場里抓娃娃機(jī)的系統(tǒng)，將一塊塊干冰懸掛在顆粒上。該團(tuán)隊調(diào)整了艙室，以模擬火星的大氣條件，然后將干冰塊慢慢降到顆粒上。

實驗證明，蜘蛛升華假說是成立的。無論沉積物顆粒大小如何，干冰與它們接觸后總是會升華，逸出的氣體向上推，沿途刻出蜘蛛腿般的裂紋。據(jù)研究人員介紹，當(dāng)顆粒較細(xì)時，蜘蛛腿分支較多，而顆粒較粗時，蜘蛛腿分支較少。

雖然不是確定的，但這些實驗提供了第一個物理證據(jù)，表明火星上的蜘蛛可能是如何形成的。這也很崇高了，不是嗎？

相關(guān)知識

火星是太陽的第四行星，也是太陽系第二小的行星（最小的是水星）。在英語中，"Mars"是羅馬戰(zhàn)神的名字，通常也指紅色行星。紅色行星是因為火星表面氧化鐵廣泛存在，肉眼觀察下，此天文物體即呈紅色外觀?；鹦鞘且活w類地行星，大氣稀薄，其地表也有類似月球的撞擊坑和地球的山谷、沙漠和極地冰冠。

火星上的晝夜和季節(jié)可與地球媲美，因為它的自轉(zhuǎn)周期以及自轉(zhuǎn)軸相對黃道平面的傾斜度與地球相似?；鹦鞘菉W林匹斯山（Olympus Mons）和水手峽谷（Valles Marineris）的所在地，奧林匹斯山是太陽系中最大的火山和所有行星中已知最高的山脈；水手峽谷是太陽系中最大的峽谷之一。北半球平坦的伯勒里斯盆地（Borealis basin）覆蓋了行星40%的面積，此盆地可能是巨大的撞擊引起的?；鹦怯袃蓚€衛(wèi)星，火衛(wèi)一（Phobos），火衛(wèi)二（Deimos），二者都很小且形狀不規(guī)則，可能是被捕獲的小行星，類似5261 Eureka（火星木馬）。

已經(jīng)有許多探測器造訪過火星。水手四號是第一個訪問火星的探測器，它在1964年11月28日由美國宇航局發(fā)射，并于1965年7月15日到達(dá)火星附近。水手四號探測到了火星微弱的輻射帶，約為地球的0.1%，同時也首次拍攝到了深空中其他行星的照片。蘇聯(lián)的火星三號任務(wù)包含著陸，它在1971年12實現(xiàn)了在火星上的軟著陸；但卻在幾秒種后失去了與地球的聯(lián)系。1976年7月20日，維京一號首次成功實現(xiàn)了在火星表面的著陸。在1997年7月4日，火星探路者號探測器在火星著陸并在次日釋放了旅居者號火星車，這是首個在火星上的運(yùn)行的機(jī)器人火星車。

2003年12月25日，歐洲航天局（ESA)的首個火星探測器“火星快車號”抵達(dá)火星軌道。2004年1月，美國航天局的火星探測器勇氣號和機(jī)遇號雙雙在火星著陸；勇氣號服役到2010年3月22日而機(jī)遇號則持續(xù)服役到了2018年6月10日。做為火星科學(xué)實驗室（MSL）研究火星氣候和地質(zhì)任務(wù)的一部分，美國宇航局的好奇號火星車在2012年8月6日登陸火星。2014年9月24日，印度空間研究組織（ISRO）的首次星際飛行任務(wù)火星軌道任務(wù)號探測器抵達(dá)火星軌道，ISRO成為了第四個訪問火星的空間機(jī)構(gòu)。阿拉伯聯(lián)合酋長國在2021年2月9日將探測器送入火星大氣層，成為第五個成功執(zhí)行火星任務(wù)的國家。美國航天局的毅力號火星車和靈巧號直升機(jī)在2021年2月18日成功在火星著陸。

BY：?Brandon Specktor?

FY：Astronomical volunteer team

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處