二氧化碳雪粒如血细胞大小

北京时间6月26日消息，在死去的火星的冬天，雪云笼罩着这个“红色星球”的荒凉两极。

艺术家的照片显示，火星处于一种和平宁静的状态，雪花轻盈地飞舞在空中。

这个红色星球的极地表面布满环形山，有时覆盖着一层薄薄的雪。北京时间6月26日消息，在死去的火星的冬天，雪云笼罩着这个“红色星球”的荒凉两极。然而，与地球上主要由水分子组成的雪不同，火星上的这些雪粒是二氧化碳的冷冻晶体，只有血细胞那么大。火星的大部分大气是二氧化碳。冬天，这两个水平异常寒冷，足以冻结酒精。这时，气体凝结成非常小的雪粒。今天，麻省理工学院的研究人员从轨道飞行器收集的数据中计算出火星极地云中雪粒子的大小。经过计算，研究小组发现火星南极雪粒比北极雪粒略小。然而，两极的雪粒非常小，像红细胞一样大。麻省理工学院航空航天副教授、波音客机职业培训主任凯利·卡霍伊说:“这些是非常小的粒子，不是大雪花。你可能认为这是雾，因为它们太小了。”Kahoi和研究生胡伦宇和Maria Zuber分析了美国“火星全球探测器”(MGS)卫星和火星侦察轨道器(MRO)科学仪器收集的大量数据。根据这些数据，他们通过测量火星两极雪面的最大厚度来确定云中二氧化碳雪粒子的大小。火星南极的雪花比北极的雪花厚50%。在火星上一年的时间里，研究人员观察到，从秋天到冬天，随着天气变得越来越冷越来越暗，雪云从这颗红色星球的两极慢慢扩散到赤道。数据显示，火星一年持续687天，而地球上只有365天。就像在地球上一样，随着天气从冬天到春天的变化，这些雪云开始收缩，向赤道扩展，并逐渐返回两极。这些研究人员在《地球物理研究杂志》上发表的一篇论文详述了他们的研究成果。第一作者胡伦宇说:“我们第一次在火星上用航天器数据证明了这一现象。在过去的10年里，我们用宇宙飞船在火星上或周围进行了科学调查，这就是为什么我们今天有这些重要的数据。如果你把这些不同的数据放在一起进行研究，你可以得到新的发现。”在火星北极，浓缩的二氧化碳颗粒大小在8到22微米之间。南极的雪粒很小，只有4到13微米。加州理工学院行星科学博士后保罗·海恩(Paul Hayne)说，因为二氧化碳构成了火星的大部分气候，了解这种气体在这颗红色星球上的表现将有助于科学家了解火星的整个气候。海恩没有参与这项研究，他说:“主要问题是火星上季节性冰帽是如何形成的。冰盖可能直接冻结在火星表面，或者当大气中形成的雪粒落到地面时。这项研究似乎表明，至少在某些情况下，冰盖来自降雪，而不是直接的冰沉积。我们一直怀疑这一点，但这项研究可能会提供最有力的证据。了解火星上二氧化碳雪云的大小可能有助于研究人员了解这颗红色星球大气中尘埃的特征和行为。”从雪的形成来判断，二氧化碳的浓度需要某些成分，如小的硅酸盐或尘埃颗粒。胡伦宇说:“完成这种浓缩需要什么样的灰尘？它是非常小的尘埃颗粒吗？或者你需要被灰尘覆盖的水分来帮助云的形成？就像地球上的雪影响热量分布一样，火星上的雪粒也可能有类似的影响，根据每个雪粒的大小，以不同的方式反射阳光。”为了准确了解二氧化碳在火星上的凝结过程，胡伦宇分析了大量数据，包括火星侦察轨道器每30秒获得的温度和压力分布图，这些数据持续了5个火星年(相当于地球上的9年多)。研究人员仔细检查了数据，以找出二氧化碳云形成的时间和地点。研究小组还仔细检查了美国火星全球探测器卫星激光高度计的测量结果。这颗卫星通过向火星表面发送激光脉冲，然后确定这些光束的反弹时间，来测量这颗红色星球的地形。有时候，这些光束从火星表面异常高点反弹回来的速度比预期的要快。与此同时，激光高度计将接收到一个奇怪的信号。科学家认为，这些激光束遇到了大气中的云。胡伦宇分析了云层并寻找其他证据来证实二氧化碳凝结。他分析了所有观测到的云层，然后试图将激光高度计数据与同时获得的温度和压力数据进行匹配。在11个例子中，当温度和压力为二氧化碳浓度提供条件时，激光高度计探测到云层。胡伦宇接着分析了每个云的透明度，即发出的光量，然后通过计算确定了每个云的二氧化碳密度。为了估计在火星两极积累的二氧化碳雪的总质量，胡伦宇使用了朱伯的研究小组早先对火星重力场季节变化的测量。因为火星两极的雪每年冬天都会堆积，所以这颗红色星球的引力场会略有变化。通过分析全年的重力差异，研究人员确定了火星南北两极的积雪总量。胡伦宇用这个总质量计算了给定体积的雪中雪粒子的数量，并最终确定了这些粒子的大小。(这篇文章来自全球科学huanqiukexue.com)