我們的鄰居火星有很多不同的面孔。時而寒冷，時而干燥，更多的時候它展現(xiàn)給我們的是壯觀的景象。

同時，火星也是令人捉摸不透的。

火星的南極被一些巨大的層狀沉積物覆蓋，這些沉積物由幾乎純凈的冰水混合物還有灰塵沙子構(gòu)成，并且年復(fù)一年的沉淀下來。風(fēng)蝕使得這里變成一片壯麗的梯田。但當(dāng)你放大看，你會看到一些區(qū)域有著很奇怪的圖案，這像是一個錯綜復(fù)雜的超級溝壑網(wǎng)絡(luò)，縱橫交錯的溝壑綿延不絕。

這些溝壑已經(jīng)足夠奇怪了，但如果你碰巧在春天觀察到了火星的南極，你會發(fā)現(xiàn)一些更奇怪的景象

哦 那么多

HiRISE相機拍攝到火星南極附近地表噴發(fā)出的奇怪的黑色扇形物質(zhì)。

來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州 放大后

HiRISE相機拍攝到火星南極附近地表噴發(fā)出的奇怪的黑色扇形物質(zhì)。

來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州。

這些特寫是從地表噴射出來的黑色扇形物質(zhì)，從源頭上來看他們好像是噴泉，但這些黑色的扇形物質(zhì)可不是水，而是二氧化碳。這些物質(zhì)自20世紀(jì)90年代被首次發(fā)現(xiàn)，就引起了科學(xué)家們濃厚的興趣。

這張圖片是由火星軌道偵查器上的HiRISE相機拍攝的，其中顯示了火星南極以北幾度的區(qū)域。這些黑色的扇形物質(zhì)明顯是隨風(fēng)飄動的：圖中的圖像顯示了大約一公里寬的景象。如果視角更寬廣，那景色將更為震撼。

這個長條形的區(qū)域顯示了五公里的范圍。黑色的扇形物質(zhì)布滿了整個區(qū)域，都被風(fēng)吹向了不同的方向。

這些黑色的扇形物質(zhì)到底是什么？因為這些東西具有蜘蛛一樣的特征，所以又被專業(yè)術(shù)語解釋為蜘蛛形。

一個在火星表面雕刻的放射狀溝壑系統(tǒng)，被稱為蜘蛛形，意思是“像蜘蛛一樣”。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州 放大后

一個在火星表面雕刻的放射狀溝壑系統(tǒng)，被稱為蜘蛛形，意思是“像蜘蛛一樣”。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州

許許多多的溝壑好像是從一個中心點里輻射出來，又好像是共同指向那個中心點，，這使它們看起來有點像蜘蛛。有些沒有活躍的羽流，就像上圖所示的那樣，也有很多通道交錯匯聚在一起。

科學(xué)家們在用軌道圖像研究了很多年以后，終于對它們是什么以及它們是怎么運作的這些問題有了較為清晰的認(rèn)識。這一切的關(guān)鍵都是被冰凍的二氧化碳：干冰。

蜘蛛形形成的示意圖

蜘蛛形形成的示意圖。陽光穿過二氧化碳層照射地面使得地面溫度升高。干冰升華后變成氣體壓力增大，就會噴出一個帶有灰塵的間歇泉。這些物質(zhì)被風(fēng)吹動后就會形成一個巨大的扇形，如果恰巧天氣比較好，那么就會形成又窄又長的“蜘蛛腿”。資料來源：Portyankina等人

二氧化碳是火星大氣的主要組成部分。冬天的時候二氧化碳會在南極的冰蓋上變成一塊厚達(dá)一米的干冰。

這些干冰是半透明的，能讓70%的陽光穿透。每當(dāng)春天到來的時候，陽光照射并且穿透這層干冰，讓干冰層之下的基層升溫。冰凍著的二氧化碳不會融化，受到陽光照射以后直接升華為氣體，這一步是關(guān)鍵。

蜘蛛形區(qū)域的可能形成過程 放大后

蜘蛛形區(qū)域的可能形成過程（在它們演化的不同階段用不同的位點）

A一次噴射（a）發(fā)生，在冰面上形成了一個黑色的扇形（b）隨著時間的推移，氣體從冰面下噴射出來，形成了新的溝壑。（c）相鄰的兩個蜘蛛形溝壑合并（d和e）形成了貫穿整個溝壑的網(wǎng)絡(luò) 資料來源Portyankina等人。

隨著太陽溫度的越來越高，越來越多的氣體凝聚在干冰層之下。某一瞬間，二氧化碳?xì)怏w的壓力超過了干冰層所能承受的最大壓力，干冰層就此破裂，二氧化碳從中釋放。周圍干冰層之下的氣體沖向后膛，在地面上鑿出淺淺的溝壑，然后像噴泉一樣噴出，直沖云霄。這些氣體中夾雜著暗黑色的玄武巖沙塵和沙粒，以每小時40千米的速度飛向上空?；鹦潜砻娴氖⑿酗L(fēng)又將這些羽狀物吹回，形成了我們在圖片中所看到的長扇形。

最終，到了火星南半球的夏天，干冰層完全升華。但當(dāng)大氣中的二氧化碳慢慢下沉到地表，溫度降低，這些二氧化碳就又被凍結(jié)，然后開始了新一輪的循環(huán)。年復(fù)一年，世紀(jì)更迭。

在火星表面看到的被吹出的扇形物質(zhì)位于狹窄溝壑相連的區(qū)域這可能是由于冰下的氣體從裂縫中流動侵蝕而形成的。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州 放大圖

在火星表面看到的被吹出的扇形物質(zhì)位于狹窄溝壑相連的區(qū)域這可能是由于冰下的氣體從裂縫中流動侵蝕而形成的。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州

隨著時間的推移，在干冰層下的氣體將溝壑切割的越來越深，好幾處噴發(fā)形成的溝壑交匯在一起，形成了遍布整個區(qū)域的溝壑網(wǎng)絡(luò)。如果稍加觀察你就會發(fā)現(xiàn)南北向的溝壑顯得更為明亮，目前我們尚未找到成因?？赡苣抢锏年柟飧冒?/p>

有一些最近形成的低谷區(qū)域只有一兩米寬。這些低谷區(qū)域恰好都處于沙丘附近，沙丘中有很多的微小顆粒，風(fēng)將這些顆粒吹起來，就擁有了更強的侵蝕力

我們看到有很多地方比較容易形成噴射區(qū)，但也有一些地方不能或者不容易形成這樣的噴射區(qū)?？赡苁且驗檫@些地方的干冰層比較薄，氣體泄露的時候壓力并不大，也就不能呈噴射狀，只是在慢慢的漏氣。當(dāng)然，這也只是我們的猜測

我們在海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一上也能看到有黑色的物質(zhì)噴射出來，形成的原因可能和火星上的原因是一樣的。但這些天體上的神奇現(xiàn)象在我們的地球上都是無法看到的

火星上還有好多好多我們不知道，沒見過的東西。不管這些東西是什么，都是那個奇妙世界的一部分。

我十分感謝坎迪斯·漢森博士花時間來和我討論這些奇妙的外星現(xiàn)象

*在這些圖像中，你看到的溝壑有可能是山脊，你看到的凸起部分有可能是一個巨型深坑。這是個有趣的錯覺，這取決于照片拍攝時陽光的角度，這顛覆了我們對深度的感覺。我還有一些很不錯的實例，現(xiàn)在這里對此解釋一下。

作者: Phil Plait

FY: SeptemberYep

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