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在火星上，旋转的尘埃柱（称为尘卷风）经常在地表上漫游，有时会发生碰撞而形成戏剧性的景象，就像美国宇航局的毅力号探测器最近拍摄到的一样。在一个罕见的时刻，探测器拍摄到了杰泽罗陨石坑中一个大型尘卷风超越一个较小的尘卷风的画面。
这些短暂的小型龙卷风对火星天气影响巨大，是大气行为的关键指标。尽管难以预测，但科学家们正在学习如何更好地预测和研究它们，从而进一步了解这颗红色星球的动态表面状况。
美国宇航局“毅力号”火星探测器拍摄的一组引人注目的画面显示，一个火星尘卷风正在超越并吞噬一个较小的尘卷风。这段视频由火星探测器的导航摄像机拍摄的图像制作而成，捕捉到了两股旋转尘卷风之间罕见的相互作用，这种现象在火星上出奇地常见。
这段视频是火星车科学团队进行的成像实验的一部分，旨在研究火星大气的动态行为。当时，毅力号距离事件发生地约 0.6 英里（1 公里）。较大的尘卷风宽度约为 210 英尺（65 米），而后面较小的尘卷风宽度约为 16 英尺（5 米）。背景中出现了另外两个尘卷风，为这一场景增添了戏剧性，这一场景于 1 月 25 日在杰泽罗陨石坑西缘的一个被称为“金缕梅山”的地方拍摄。
在这段由 NASA 毅力号火星探测器于 2025 年 1 月 25 日在杰泽罗陨石坑边缘拍摄的图像组成的短片中，可以看到火星尘卷风正在吞噬它的小伙伴。图片来源：NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/INTA-CSIC/空间科学研究所/ISAE-Supaero/亚利桑那大学
“对流涡旋（又称尘卷风）可能相当凶猛，”科罗拉多州博尔德空间科学研究所的“毅力号”科学家马克·莱蒙说。“这些小型旋风在火星表面徘徊，沿途卷起灰尘，降低其附近区域的能见度。如果两个尘卷风碰巧相遇，它们要么相互毁灭，要么合并，较强的尘卷风吞噬较弱的尘卷风。”
尘卷风是由暖空气柱上升和旋转形成的。行星表面附近的空气与较暖的地面接触后变热，并通过上方密度更大、更冷的空气上升。当其他空气沿着表面移动以取代上升的暖空气时，它开始旋转。当进入的空气上升到柱子中时，它会加速，就像旋转的滑冰运动员将手臂靠近身体一样。冲进来的空气也会带走灰尘，尘卷风就此诞生。
2025 年 1 月，NASA 的“毅力号”火星探测器在探索火星耶泽罗陨石坑边缘时拍摄了多张尘卷风的新图像。数十年来，NASA 的红色星球机器人探测器一直在记录这些迷人的现象。图片来源：NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/INTA-CSIC/Space Science Institute/ISAE-Supaero/University of Arizona
“尘卷风在火星天气模式中扮演着重要角色，”美国宇航局南加州喷气推进实验室毅力号火星车项目科学家凯蒂·斯塔克·摩根 (Katie Stack Morgan) 表示。“尘卷风研究很重要，因为这些现象表明了大气状况，例如盛行风向和风速，并且是火星大气中大约一半尘埃的来源。”
自 2021 年着陆以来，毅力号已多次拍摄到旋风的图像，其中包括 2021 年 9 月 27 日的一次拍摄，当时一群尘卷风在耶泽罗陨石坑底部飞舞，火星车使用其超级摄像机麦克风记录下了火星尘卷风的第一声。
20 世纪 70 年代，美国宇航局的维京号轨道飞行器成为首批拍摄到火星尘卷风的航天器。二十年后，该机构的探路者号任务首次从火星表面拍摄到尘卷风，甚至探测到尘卷风从着陆器上方经过。双子火星车“勇气号”和“机遇号”成功捕捉到不少尘卷风。“好奇号”正在探索火星另一侧盖尔陨石坑的夏普山，也看到了尘卷风。
1978 年 8 月 1 日，美国宇航局的海盗 1 号轨道器拍摄到了火星尘卷风投下的阴影。在两张照片之间的 15 秒间隔内，尘卷风以每秒约 59 英尺（18 米）的速度向东北方向（右上方）移动。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
用航天器拍摄尘卷风图像或视频需要一些运气。科学家无法预测它们何时会出现，因此毅力号会定期从各个方向监测它们。当科学家发现它们在一天中的特定时间更频繁地出现或从某个方向接近时，他们会利用这些信息集中监测，试图捕捉到更多的旋风。
“如果你为我们最新视频中的小恶魔感到难过，那么知道更大的恶魔很可能在几分钟后就死了，也许你会感到些许安慰，”莱蒙说。“火星上的尘卷风只能持续大约 10 分钟。”
毅力号是美国宇航局最先进的火星探测器，是该机构更广泛的月球到火星探索战略下火星 2020 任务的一部分。该探测器的一个主要目标是天体生物学——寻找红色星球上古代微生物生命的迹象。为了支持这一目标，毅力号是第一个收集和储存火星岩石和风化层样本的任务，这些样本有朝一日可以通过美国宇航局和欧空局的火星样本返回计划返回地球进行详细的科学分析。
除了寻找过去的生命之外，这辆火星车还在研究火星的地质和气候历史，收集关键数据，为未来的人类任务做准备。毅力号由美国宇航局喷气推进实验室（由加州理工学院管理）运营，为火星探索的下一个时代铺平了道路。
编译自/ScitechDaily
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