在火星赤道火山上探测到的霜冻表明了意想不到的气候动态和古老的天气模式，为了解火星的水循环和大气条件提供了洞察力，这对未来的火星任务至关重要。一个由行星科学家组成的国际小组在火星塔西斯火山顶上探测到了成片的水霜，这些火山不仅是红色星球上最高的火山，也是整个太阳系中最高的火山。

这个模拟透视斜视图显示的是奥林帕斯山，它不仅是火星上最高的火山，也是整个太阳系中最高的火山。火山直径约 600 公里。图片来源：ESA/DLR/柏林大学（A. Valantinas）

该研究小组今天（6月10日）发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上的最新研究报告称，这一发现标志着首次在地球赤道附近发现霜冻，挑战了人们对地球气候动态的现有看法。

布朗大学博士后研究员 Adomas Valantinas 说："我们认为在火星赤道周围不可能形成霜冻，因为阳光和稀薄大气的混合使地表和山顶白天的温度相对较高--这与我们在地球上看到的情况不同，在地球上你可能期望看到结霜的山峰。我们看到的可能是现代火星上古老气候周期的残留物，过去这些火山上有降水，甚至可能有降雪。"

奥林帕斯山的冰霜以蓝色为底色。图片来源：ESA/DLR/柏林大学

根据这项研究，霜在日出后只存在几个小时，然后就会在阳光下蒸发掉。冰霜的厚度也非常薄，可能只有百分之一毫米厚，也就是一根头发丝的宽度。尽管如此，它还是相当巨大。据研究人员计算，在寒冷的季节里，每天至少有 15 万吨水在地表和大气之间交换。这大约相当于 60 个奥林匹克规格的游泳池。

塔西斯是火星上发现冰霜的地区，这里有许多火山。它们耸立在周围的平原上，高度是地球珠穆朗玛峰的一到两倍。例如，奥林帕斯蒙斯火山（Olympus Mons）的宽度相当于法国。

冰霜位于火山口，即火山喷发时在山顶形成的大凹陷。研究人员认为，这些山脉上方的空气循环方式创造了一种独特的小气候，使得薄薄的霜斑得以形成。

研究人员认为，通过模拟霜冻的形成过程，科学家们可以揭示火星的更多秘密，包括了解水的存在位置和流动方式，以及了解火星复杂的大气动态，这对于未来的探索和寻找可能的生命迹象至关重要。

研究人员利用欧洲航天局痕量气体轨道器上的彩色和立体表面成像系统（CaSSIS）拍摄的高分辨率彩色图像探测到了霜冻。随后，欧空局"火星快车"轨道飞行器上的高分辨率立体照相机和痕量气体轨道飞行器上的"发现火星"中阴和掩星分光计的独立观测结果对这些发现进行了验证。

这项工作包括分析 30000 多张图片，以初步找到霜冻，然后确认它的存在。瓦兰提纳斯根据图像的拍摄地点、拍摄时间（如一天中的时间和季节）对图像进行过滤。这种细致的方法有助于分离出表明水霜的光谱特征以及水霜在火星表面形成的位置。

瓦兰提纳斯于 2018 年开始分析这些图像。大部分工作是他在国外攻读博士学位期间完成的，但一部分重新分析工作是在布朗大学期间完成的。

转到布朗大学后，瓦兰提纳斯计划继续探索火星奥秘，同时转向天体生物学。他将在布朗行星科学家杰克-穆斯塔德（Jack Mustard）的实验室工作，研究可能孕育微生物生命的古代热液环境的特征。美国国家航空航天局（NASA）领导的火星取样返回任务有朝一日可能会将这些环境中的样本带回地球。

瓦兰提纳斯说："地球以外生命的第二次起源这一概念一直吸引着我。"

编译来源：ScitechDaily