火星热带火山上发现水霜沉积物

利用欧空局痕量气体轨道器 (TGO) 和火星快车任务拍摄的高分辨率彩色图像，行星研究人员发现了火星塔尔西斯火山口存在晨霜沉积的证据：奥林匹斯山、阿尔西亚山和阿斯克拉乌斯山、塞拉乌尼乌斯托勒斯山。

火星的塔尔西斯地区有许多火山，包括奥林匹斯山和塔尔西斯山脉：阿斯克拉乌斯山、帕沃尼斯山和阿尔西亚山。

许多火山都非常巨大，高耸于周围的平原，高度是地球珠穆朗玛峰的一倍(帕沃尼斯火山)到三倍(奥林匹斯火山)。

这些火山的山顶有破火山口，即巨大的凹陷，是由过去火山喷发时岩浆房空置而形成的。

布朗大学博士后研究员阿多马斯·瓦兰蒂纳斯博士说：“我们认为火星赤道周围不可能形成霜冻，因为阳光和稀薄的大气层混合在一起，使表面和山顶的温度都相对较高——不像我们在地球上看到的那样，在地球上你可能会看到霜冻的山峰。”

“它在这里的存在令人兴奋，并暗示着有特殊的过程在起作用，从而使得霜冻形成。”

霜冻斑块在日出时分持续存在几个小时，然后在阳光下蒸发。

尽管它们很薄——可能只有百分之一毫米厚(和人的头发一样粗)——但却覆盖了巨大的面积。

霜冻量意味着在寒冷季节，每天约有 15 万吨水在地表和大气之间交换，相当于大约 60 个奥林匹克游泳池的水量。

研究人员提出，塔尔西斯上空的空气以一种特殊的方式循环;这在那里的火山口内创造了一种独特的小气候，从而形成了霜冻斑块。

“风沿着山坡向上吹，将地表附近相对潮湿的空气带到更高的海拔地区，在那里凝结并形成霜冻，”伯尔尼大学 TGO 彩色和立体表面成像系统 (CaSSIS) 首席研究员、尼古拉斯·托马斯博士说。

“我们实际上看到这种情况发生在地球和火星的其他地方，同样的现象导致了季节性火星阿尔西亚山拉长云的出现。”

“我们在火星火山顶部看到的霜冻似乎特别出现在火山口的阴影区域，那里的温度较低。”

科学家在奥林匹斯山、阿尔西亚山、阿斯克雷乌斯山和塞拉乌尼乌斯托勒斯山的塔尔西斯火山上发现了霜冻。

通过模拟霜冻的形成过程，科学家可以揭示火星更多尚未被发现的秘密，包括水存在于何处以及水如何在水库之间移动，并了解火星复杂的大气动力学。

这些知识对于我们未来探索火星以及寻找地球以外可能的生命迹象至关重要。

“在火星表面发现水总是令人兴奋的，这不仅出于科学兴趣，还对人类和机器人探索有重大意义，”欧洲航天局 ExoMars TGO 和火星快车项目科学家科林·威尔逊博士说。

“即便如此，这一发现仍然特别令人着迷。火星的低气压造成了一种不常见的情况，即火星的山顶通常不会比平原更冷——但似乎吹上山坡的潮湿空气仍然可以凝结成霜，这是一种与地球截然不同的现象。”

“这一发现得益于欧空局两台火星轨道器的成功合作以及额外的建模。”

“了解地球和火星上哪些现象相同或不同，确实可以检验和提高我们对不仅在我们自己的星球上，而且在宇宙的其他地方发生的基本过程的理解。”

该研究结果发表在《自然地球科学》杂志上。