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不可思議的 火星大塵暴

>>>> 歡迎來到火星,請接受大塵暴的洗禮吧!

地球的鄰居火星與地球有很多相似之處,而地球是各種生命生存的樂園,那麼火星有沒有可能也是生命的搖籃呢?人類自有能力以來,就不惜巨資,努力探測和了解火星,希望將來能夠到火星開發資源,或移居火星。既然這樣,火星上的氣候就是備受關注的問題之一,尤其是那橫掃一切的火星大塵暴。

>>>> 火星塵暴異常壯觀

1971年,「水手9號」火星探測器在發射途中觀察到火星上出現了棕黃色的雲,雲的形狀和大小不斷變化,由大氣低層向高層,由局部向更廣闊區域發展,漸漸漫延到整個火星表面,那時火星變得昏暗、模糊、朦朧一片,什麼也看不清了。這是怎麼回事?

待「水手9號」靠近火星時,才看清原來火星上颳起了大塵暴:火星表面真是風煙滾滾,飛沙走石,遮天蔽日,從火星表面直到數十千米的高空,統統被塵埃籠罩著,火星上的塵暴超過了幾個珠穆朗瑪峰的高度。一次火星大塵暴揚起的塵埃總量可以達到100億噸以上,能夠在地球上環赤道一圈築起一堵1米多寬、100米高的土牆。而且火星塵暴持續的時間之長,令人咂舌。1971年那次火星塵暴足足颳了半年之久,「水手9號」在火星軌道耐心等待了幾個月才看到塵暴漸漸平息下來。

恐怖的是,火星塵暴有毒,可以把所有生命毒死,這是人類登陸火星需要克服的一個問題。倒不是火星上的塵埃本身特殊,而是因為火星塵暴的風速太大,沙礫、塵埃被狂風捲動摩擦,使沙礫、塵埃帶電,這種靜電電壓很高,可以將稀薄的火星大氣中的水和二氧化碳分子電離,電離之後的水分子很容易形成過氧化氫等較強的氧化劑,這些氧化劑可以氧化生命形成所需要的有機分子,而且它們還會與塵埃結合沉降下來,覆蓋在火星表面,氧化毒害著火星表面任何可以氧化的物質。由於組成生命的有機分子都很容易被氧化,因此,要想在火星表面找到生命跡象,幾乎是不可能的。

不過,與火星塵暴有關的並不總是恐怖的,有趣的是,火星塵暴所到之處還會畫出美麗的水墨圖案,火星探測器拍攝到的火星表面比較好看的紋身圖案,大多是火星塵暴畫出來的。火星塵暴如何有這般本事?原來,塵暴所到之處,會吹起更輕的淡紅色和粉紅色的塵埃,將下面的深色物質暴露在外。於是火星表面深淺色彩相襯,就自然形成了一幅圖案,那是火星塵暴給火星紋出的魅力紋身。

>>>> 塵借風勢,風借塵勢

這樣恐怖的塵暴是如何形成的?要知道火星大氣稀薄,密度不到地球大氣的 1%,沒有足夠大的速度是不容易掀起沙塵的。這很容易理解,就像地球上空氣的密度小於水的密度,流速較小的水就可以輕易挾走石塊,而風要想飛沙走石,則需要狂風大作。因此要想掀起沙塵,在火星上需要更狂的風。確實,掀起火星塵暴的風速尤其的大,在地球上,12級颱風的風速在每秒35米左右,而火星上,掀起塵暴的風速竟然達到每秒180米以上。

那麼這樣大的風速是如何形成的?科學家認為:火星空氣稀薄幹燥,晝夜溫差本來就不小。火星繞太陽公轉的周期里,每隔一段時間,火星運行到軌道近日點時,太陽對它的加熱作用最大,比在遠日點時大一半左右。結果火星白晝那面的空氣會得到更多熱量,晝夜溫差更大。這樣熱空氣會急速上升導致塵埃揚起,而塵埃一旦升到空中,會阻礙地面熱量的散發,於是空氣變得更熱,更急劇上升。別處的空氣也就以更快的速度跑來補充,形成強勁的地面風。地面風把更多、更大的塵粒吹起來,形成更大的塵暴。塵暴就這樣由小變大,向四面八方漫延開去,形成罕見的大塵暴。

當塵暴把整個火星都籠罩起來後,由於塵埃的反射和散射,太陽對低層大氣和火星表面的加熱作用顯著減小,地表附近的溫差減小,風速也就減弱,塵埃沉降下來,塵暴也就逐漸消停了。

>>>> 火星塵暴有偏愛

影響火星塵暴的因素好像還不是這麼簡單,如果說火星運行到軌道近日點時會發生大塵暴,但並非每個火星年(火星公轉一周所需要的時間,相當於地球上的687天)的同一時候,都發生全球性的大塵暴,而所發生的大塵暴,其發展速度和規模等也不盡相同。可見,肯定還有其它因素影響火星塵暴。

有趣的是,火星塵暴的發源地多數都是在火星的南半球,而特大塵暴的發源地似乎更是局限在幾個特定的地區。對於塵暴一般發源於南半球,有人解釋是火星南半球地勢高(火星的南北半球地形截然不同,北半球地形低洼平坦,而南半球地勢高,粗糙多坑,南北半球有比較明顯的地形分界線),那裡溫度差異大,空氣對流強烈導致塵暴出現。

但是科學家不明的是,那些與特大塵暴起源有關的特定區域,究竟是些什麼樣的地區呢?是那些地區的沙塵多?還是那些地區的地形特殊?還是其他什麼原因呢?火星塵暴形成的具體原因是什麼?這些都需要進一步的分析和論證,科學家期望今後發射的火星探測器能夠為他們搜集相關的情況和數據。

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