美科学家破解火星极地冰盖螺旋槽之谜(组图)

图片说明：左图为真实的冰螺旋，右图为佩雷蒂尔的模拟图。

    一直以来，火星极地冰盖螺旋槽的特殊地形困扰着天文学家和地质学家，并堪称是“太阳系中最难以理解的地形”。日前，美国科学家利用计算机仿真模型对这一困扰科学家近30年的难题作出了解释。

　　1976年，美国“海盗号”宇宙飞船(Viking spacecraft)首次发现了火星极地冰盖上存在着特殊的螺旋槽地形，这些深槽从火星南北两极向外螺旋发散数百英里，而这种结构在其他星球上是所不曾见过的。对此，科学家一直无法提出适当的解释。在此之前，科学家猜测这可能是因冰盖不断地“融化-结冻”循环交替，再加上风力作用或者冰盖的位移而形成的。

　　然而美国亚利桑那州大学地球科学助理教授乔恩-彼勒提尔在进行螺旋槽仿真试验过程中发现，只需“融化-结冻”循环交替，就足以形成这种罕见的地形。彼勒提尔说，“我在这个仿真模型中设置了与火星相适合的特殊参数，结果不但出现了螺旋现象，而且其螺旋形状在间距、曲率等方面与火星冰盖上的螺旋地形相当一致。”他的研究报告《火星螺旋槽是怎样形成的？》一文将发表在4月份出版的《地质学》期刊上。

　　火星的轴与太阳轨道存在倾角。由于火星冰盖终年冰冻，只有在夏季很短一段时间内气温才足以使冰盖融化一点。在此期间，如果冰盖表面有裂隙，则裂谷朝向太阳的一面会比背对太阳的一面融化的冰多一点，这使得裂隙不断加宽、加深。而来自太阳的热量也会在冰之间逐渐扩散，且融化的冰大多是直接升华成气体，升华后的水蒸气碰到裂谷冰冷、背对阳光的另一侧时，便会再度凝结，从气态直接变回固态，进一步积聚。从而，整个裂隙变宽、变深、变陡。在经历数千年“融化-重新冻结”的循环交替，且在没有风力与位移的帮助下，最终形成螺旋形冰槽。

　　彼勒提尔表示：火星的稀薄大气和特殊倾角是冰盖螺旋槽形成的重要条件，而地球极地冰盖之所以不存在这样的地形则是与洋流和气流对温度的调节有关。他还指出，火星冰盖螺旋槽地形的存在并非偶然，这些螺旋条在中心区域连接在一起，并向外扩散延伸，这是一种被称为“对数螺线”的模式。这种模式在自然界中并不罕见，如台风、贝壳、螺旋星系等。

　　“并不是太阳系中的任何地方都可以形成这种地形，只有环境温度合适时才可以让上述‘融化-重新结冻’循环交替现象发生，而这恰恰是这一特殊地形形成的关键。因此，螺旋槽地形只在特定地方出现，火星刚好符合这些条件。”