自從上個世紀70年代以來,人類向火星發射的探測器,就陸陸續續地在火星上發現了一種令人頗感神秘的暗色條紋,它們分布在火星表面的火山口、撞擊坑邊緣以及各種具有一定坡度的地形上。
這些條紋的寬度從幾十米到上百米不等,長度通常可達幾百米甚至上千米,其顏色特別深,與周圍淺色塵土形成鮮明對比,它們通常從斜坡高處區域開始,然后順著坡度向下延伸并逐漸分叉。
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而在一段時間之后,一些條紋還會變淺甚至消失,與此同時,新的條紋又會出現,這使得它們看上去不像是火星表面的固定地質紋理,而更像某種持續發生的活躍現象。
在剛開始的時候,科學家曾經認為,這應該是火星表面涌出的液態水造成的沖刷痕跡,畢竟在那個時候,大家普遍樂觀地認為,火星上可能會有生命,所以出現這樣的現象也合情合理。
然而這個觀點被否定了,因為后續的探測數據表明,以火星表面的溫度和氣壓,就算是有液態水,它們也無法長期穩定地存在,根本就不可能形成規模如此巨大的沖刷痕跡。
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如果不是水,那這些條紋又是怎么形成的呢?對此,一個曾被普遍認同的觀點認為,其形成原因可能是隕石撞擊產生的震動波“抖落”了斜坡上的塵埃顆粒,暴露出下方深色的基底物質。
然而隨著觀測數據的累積,越來越多這樣的條紋被發現,迄今為止,其數量已經高達大約160萬條,并且其中有很多都是“新鮮”的,其形成年齡通常在幾年至幾十年之間。
顯而易見的是,在這么短的時間內,火星上不可能遭到如此密集的隕石撞擊,退一步講,如果真有這么多隕石撞擊火星表面,那我們也應該觀測得到。
所以這種觀點也站不住腳了,就這樣,火星上的這160萬條神秘條紋,困擾科學家半個世紀。好消息是,根據一項近日發表在《自然·通訊》上的新研究,關于這些條紋的形成機制,現在終于有了答案。
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據了解,此次研究利用火星勘測軌道飛行器(MRO)在2006年至2024年間拍攝的海量數據,通過機器學習自動識別,對火星表面上的這種條紋進行了前所未有的詳盡分析。
盡管這看上去很簡單,但實際上卻工作量巨大,耗費了大量的時間和算力,其最終的結果是:絕大多數新條紋的形成,都集中在火星上特定的季節,且發生在那些風速極高的區域。
所以此次研究給出的答案就是:火星上的這些神秘條紋,其實就是風造成的,它們本質上就是一種由細小塵埃層塌落造成的“干滑坡”現象。
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研究人員表示,火星表面長期覆蓋著一層相對較輕且明亮的塵埃顆粒,當季節性風速升高到能讓這些塵粒松動和被重新搬運的水平時,塵層會在某些坡面上失去穩定,像一張被輕輕扯開的毯子一樣沿坡滑落。
這樣一來,就露出了其下方顏色更深、粒度更粗的基底物質,從而形成了明顯變暗的條紋,在此之后,它們又會逐漸被火星大氣中的明亮細塵重新覆蓋,然后慢慢地變淺和消失。
那么問題就來了,既然答案是如此簡單,那之前為什么沒有發現呢?
對此,研究人員給出的解釋是,形成這些條紋的條件(例如特定的溫度梯度和風切變),基本上都是出現在日出和日落時分,并且其過程通常只會持續幾分鐘,這使得探測器幾乎不可能“現場抓到”條紋生成的過程,所以此前就只能在“某個時點之前不存在、后來突然出現”的觀測結果中推測其成因。
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而此次研究基于海量的探測數據和機器學習分析,首次對火星全球數百萬條紋進行系統統計(包含了部分重復拍攝),并把它們的出現時間與當地季節性風速、塵埃活動進行逐點比對,確定了條紋出現的時段與強風觸發塵層松動的季節高度吻合,才最終得到了正確的答案。
參考資料:Dust, sand and wind drive slope streaks on Mars,Nature Communications volume 16, Article number: 9583 (2025)
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