实验室首次重现火星蜘蛛

火星“蜘蛛”是小型、深色、蜘蛛状的地貌，直径可达 1 公里(0.6 英里)。主流理论认为，它们是在春季阳光照射到黑暗冬季沉积的二氧化碳层时形成的。得益于新实验，宇航局的一组科学家首次在模拟火星温度和气压下重现了这些形成过程。

如今的火星是一颗充满活力的行星，尽管大气层稀薄、气候寒冷，但其表面变化丰富。

在冬季，火星主要由二氧化碳组成的大气的很大一部分会以霜冻的形式积聚在表面。

春天，它升华，露出一些与地球上任何事物都不一样的形态。

这些现象包括深色斑点和定向扇形、“煎蛋”、有时伴有深色指状流的沟壑和春季明亮的“光晕”、树枝状“蜘蛛”、活跃沙丘上的沙沟以及正在生长的树枝状槽。

这些特征在南极周围的松散物质和南极中纬度地区的沙丘间物质中均有发现。然而，在北极也发现了一些较小的现象。

这些特征中的许多构成了所谓的“基弗动物园”，这是 2003 年首次描述的一系列表面表现形式，并提出是由固态温室效应造成的。

宇航局喷气推进实验室的劳伦·麦克科恩博士及其同事解释说：“在基弗模型中，春季阳光会穿透半透明的冰板，热波辐射会被捕获，从而加热冰下的风化层，并导致不透水的冰板从其底部升华。”

“在此过程中，蜘蛛被高速气体冲刷板下风化层而侵蚀，而扇形和各种斑点则散落在冰面上，由一股尘埃和气体沉积而成。”

该研究的作者能够在实验室中创建基弗模型的完整循环，并确认几种类型的基弗动物园特征的形成。

他们说：“进行实验最困难的部分是重现火星极地表面的条件：极低的气压和低至零下 185 摄氏度(零下 301 华氏度)的温度。”

“为此，我们使用了液氮冷却测试室：冰冻环境肮脏真空模拟试验台(DUSTIE)。”

“为了进行实验，我们将火星土壤模拟物放入浸没在液氮浴中的容器中冷却。”

“我们将它放置在 DUSTIE 室中，那里的气压降低到与火星南半球的气压相似。”

“然后二氧化碳气体流入室内，在三到五个小时内从气体凝结成冰。”

“我们经过多次尝试才找到适当的条件，使冰变得足够厚、足够透明，从而使实验能够进行。”

“一旦我们得到具有正确特性的冰，我们就会在模拟物下方的室内放置一个加热器来加热并破裂冰。”

“当我们最终看到一股二氧化碳气体从粉状模拟物中喷出时，我们欣喜若狂。”

描述这些实验的论文发表在《行星科学杂志》上。