在火星上的阿西亚蒙斯火山的下风侧,发现了一缕神秘的白色云团类似于中国经典神话影视齐天大圣孙悟空的筋斗云一般划过天际还留下长长云雾,绵延950英里(约1528公里)。欧洲航天局(European Space Agency)的数据显示,火星云团的存在似乎与其他云团不同,它具有持久的“生命力”,从9月13日到11月12日,在阿西亚蒙斯(Arsia Mons)附近盘旋着长长的羽流。该机构的火星快车号(Mars Express)照相机一直在记录这片多山云层的图像。巴黎国家科学研究中心的高级研究科学家弗朗索瓦说:在火星上,山地云是很常见,但这是云层的长度以及它的持续时间让它变得有趣,通常它更局限于火山。
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2018年10月10日,火星快车号上的一架照相机捕捉到了这张在火星上Arsia Mons上空的云图。图片:ESA/GCP/UPV/EHU Bilbao, CC BY-SA 3.0 IGO
博科园-科学科普:可以排除火山喷发的原因,因为火山爆发的原因是,亚西亚火山至少有1000万年没有活动了,而它的峰值运动在大约1.5亿年前就已经发生了。在大约12英里(20公里)高的地方,Arsia Mons是三个位于被称为火星塔西斯地区的高地高原上古老火山群的最南端的火山。羽状云被称为“地形云”或“背风云”,其形成是由于火星和地球山区常见的一些因素共同作用的结果。灰尘和冷空气是主要成分。在火星上一场全球沙尘暴最终平息后,这些羽流的照片被拍摄下来。虽然沙尘暴会发生,但有时会发展成全球性的风暴,就像今年发生的那样。
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2018年9月21日ESA的Mars Express上的高分辨率立体摄像机拍摄到了这一奇特的云形成过程。图片:ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
沙尘暴造成了黑暗的环境,降低了行星表面的热量,增加了太阳辐射的吸收,并使大气中的尘埃颗粒升温,就像地球上的热带空气一样,当这种异常温暖的空气遇到地形特征时,比如一座山或者古老的火山,比如雅典娜火山,当它被迫上升并越过火山,上升到更高的高度时,气团中的扰动就会产生。在海拔较高的地方,空气温度更低,大气更稀薄。当空气冷却到露点时,水就会凝结,形成水冰云。在一定条件下,冰粒子不会升华(从冰直接转化为水蒸气)。因此云将水冰输送到很远的地方,不断被风更新。火星上的烟羽类似于飞机上不同持续时间的尾迹。
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2018年11月12日阿西亚·蒙斯那片拉长的云朵。图片:ESA - European Space Agency, creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/igo/ CC BY-SA 3.0 IGO
这些来自飞机的热排放痕迹也富含水蒸气。如果空气是寒冷和潮湿的,废气就会凝结并冻结,就像火星上温暖潮湿的空气遇到这些较高的地形特征时所发生的情况一样。至于为什么火星烟羽的持续时间如此之长,忘了它与高湿度有关吧。空气越潮湿,就越有可能在火山背风面的海面上,由风形成的雨云在这么长的一段距离内自我更新。可以推测,在遇到火山之前,空气被水蒸气‘过饱和’,所以水冰一旦凝结就无法升华。事实上,相同的构造并没有向更北的其他火山复制自己,这可能是北半球刚刚开始冬至的迹象,通常是一个没有云的时期,阿西亚·蒙斯所在的南半球刚刚开始夏季。
博科园-科学科普|文:Elizabeth Zinecker/Live Science
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