提到火星的“冷”,你可能第一反應是兩極的白色冰帽——那是火星最顯眼的“凍痕”。但最近歐洲航天局(ESA)火星快車探測器傳回的圖像,卻在火星中緯度地區挖到了更鮮活的“冰期遺產”:一片被古代冰川雕刻過的土地,就在北緯39度的ColoeFossae地區。這里沒有兩極的冰帽,卻有冰川爬過的溝槽、隕石坑里的漩渦紋,像火星用石頭寫了本“冰期日記”。
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從地球到火星:冰期都是“軌道惹的禍”
要讀懂火星的“冰期日記”,先看看地球的例子。地球過去25億年里經歷了好幾次冰期,最近一次高峰在2萬年前,全球平均溫度比現在低8℃左右——相當于把現在的夏天變成涼秋,冬天再降幾度。這些冰期不是突然來的,而是因為地球軌道形狀、自轉軸傾斜角度的緩慢變化,導致太陽輻射分布改變,冰川慢慢從兩極往低緯度擴張,然后又因為氣候波動進退。
火星的冰期劇本和地球幾乎一樣,只不過更“任性”。火星快車的高分辨率立體相機(HRSC)拍到的ColoeFossae地區,就是火星冰期的“現場還原”:這片土地上有長長的淺溝槽(是地殼塊下沉形成的),周圍散布著各種隕石坑——有的棱角分明(剛形成不久),有的被侵蝕得圓乎乎(年代久遠),有的疊在一起(像一堆被踩過的雪)。而最關鍵的“日記內容”,藏在山谷和隕石坑底部。
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火星冰川的“指紋”:山谷里的“犁痕”與隕石坑里的“漣漪”
在ColoeFossae的山谷里,能看到一條條平行的線性痕跡,像有人用冰做的犁在地上劃了幾道;隕石坑底部則是一圈圈漩渦狀的紋理,像池塘里的漣漪——這就是古代火星冰川移動的“指紋”。科學家給它們起了兩個直白的名字:山谷里的“線性谷填”(lineatedvalleyfill),隕石坑里的“同心坑填”(concentriccraterfill)。
這些“指紋”是怎么來的?其實和地球冰川一模一樣:火星的冰川是冰和碎石、泥土的混合物,慢慢爬過地面時,會在地表留下劃痕。后來氣候變暖,冰川退走,這些痕跡被巖層埋住,直到現在才被探測器“翻”出來。就像你小時候在雪地里踩的腳印,過幾天被沙子蓋住,但只要扒開沙子,還能看到腳印的形狀。
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為什么中緯度會有冰川?火星的“傾斜魔法”
看到這里你可能會問:北緯39度,離火星北極(90度)還遠著呢,怎么會有冰川?答案在火星的“傾斜角”里。地球的自轉軸傾斜約23.5度,變化很小,所以氣候相對穩定;但火星的傾斜角會在15度到35度之間周期性變化,像個“搖擺的陀螺”。
當火星傾斜角變大時,兩極的冰會往中緯度擴散——就像把冰箱里的冰拿到房間中間,原本溫暖的中緯度地區也會被冰覆蓋;當傾斜角變小,氣候變暖,冰又退回到兩極,但留下了這些“指紋”。科學家推測,這片地區最近一次被冰覆蓋是在50萬年前,也就是火星的“最近冰期”結束的時候。那時候,這里可能像地球的南極半島,到處是冰川,甚至有薄冰蓋。
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圖像背后的“眼睛”:火星快車的“立體相機”
這些清晰的“冰期日記”不是隨便拍的,而是來自火星快車的HRSC相機——這臺相機由德國航空航天中心(DLR)開發,能拍出立體的火星表面圖像,讓科學家像“站在火星上”一樣觀察。柏林自由大學的團隊把這些數據處理成了我們看到的彩色圖像,連冰川痕跡的紋理都能看得清清楚楚。
火星的冰期,藏著行星氣候的“通用密碼”
火星的“冰期日記”其實是一本“行星氣候說明書”。它告訴我們,無論是地球還是火星,氣候都不是一成不變的,而是會因為天體運動的微小變化(比如自轉軸傾斜)發生巨大改變。而那些留在地表的“指紋”,就是行星的“氣候記憶”,等著我們去解讀。
你有沒有想過?如果火星的傾斜角再變大一點,中緯度會不會再被冰川覆蓋?或者,地球的傾斜角如果發生變化,我們的氣候會變成什么樣?歡迎在評論區聊聊——畢竟,火星的過去,可能藏著我們地球未來的線索。
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