提到火星的“冷”,你可能第一反应是两极的白色冰帽——那是火星最显眼的“冻痕”。但最近欧洲航天局(ESA)火星快车探测器传回的图像,却在火星中纬度地区挖到了更鲜活的“冰期遗产”:一片被古代冰川雕刻过的土地,就在北纬39度的ColoeFossae地区。这里没有两极的冰帽,却有冰川爬过的沟槽、陨石坑里的漩涡纹,像火星用石头写了本“冰期日记”。
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从地球到火星:冰期都是“轨道惹的祸”
要读懂火星的“冰期日记”,先看看地球的例子。地球过去25亿年里经历了好几次冰期,最近一次高峰在2万年前,全球平均温度比现在低8℃左右——相当于把现在的夏天变成凉秋,冬天再降几度。这些冰期不是突然来的,而是因为地球轨道形状、自转轴倾斜角度的缓慢变化,导致太阳辐射分布改变,冰川慢慢从两极往低纬度扩张,然后又因为气候波动进退。
火星的冰期剧本和地球几乎一样,只不过更“任性”。火星快车的高分辨率立体相机(HRSC)拍到的ColoeFossae地区,就是火星冰期的“现场还原”:这片土地上有长长的浅沟槽(是地壳块下沉形成的),周围散布着各种陨石坑——有的棱角分明(刚形成不久),有的被侵蚀得圆乎乎(年代久远),有的叠在一起(像一堆被踩过的雪)。而最关键的“日记内容”,藏在山谷和陨石坑底部。
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火星冰川的“指纹”:山谷里的“犁痕”与陨石坑里的“涟漪”
在ColoeFossae的山谷里,能看到一条条平行的线性痕迹,像有人用冰做的犁在地上划了几道;陨石坑底部则是一圈圈漩涡状的纹理,像池塘里的涟漪——这就是古代火星冰川移动的“指纹”。科学家给它们起了两个直白的名字:山谷里的“线性谷填”(lineatedvalleyfill),陨石坑里的“同心坑填”(concentriccraterfill)。
这些“指纹”是怎么来的?其实和地球冰川一模一样:火星的冰川是冰和碎石、泥土的混合物,慢慢爬过地面时,会在地表留下划痕。后来气候变暖,冰川退走,这些痕迹被岩层埋住,直到现在才被探测器“翻”出来。就像你小时候在雪地里踩的脚印,过几天被沙子盖住,但只要扒开沙子,还能看到脚印的形状。
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为什么中纬度会有冰川?火星的“倾斜魔法”
看到这里你可能会问:北纬39度,离火星北极(90度)还远着呢,怎么会有冰川?答案在火星的“倾斜角”里。地球的自转轴倾斜约23.5度,变化很小,所以气候相对稳定;但火星的倾斜角会在15度到35度之间周期性变化,像个“摇摆的陀螺”。
当火星倾斜角变大时,两极的冰会往中纬度扩散——就像把冰箱里的冰拿到房间中间,原本温暖的中纬度地区也会被冰覆盖;当倾斜角变小,气候变暖,冰又退回到两极,但留下了这些“指纹”。科学家推测,这片地区最近一次被冰覆盖是在50万年前,也就是火星的“最近冰期”结束的时候。那时候,这里可能像地球的南极半岛,到处是冰川,甚至有薄冰盖。
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图像背后的“眼睛”:火星快车的“立体相机”
这些清晰的“冰期日记”不是随便拍的,而是来自火星快车的HRSC相机——这台相机由德国航空航天中心(DLR)开发,能拍出立体的火星表面图像,让科学家像“站在火星上”一样观察。柏林自由大学的团队把这些数据处理成了我们看到的彩色图像,连冰川痕迹的纹理都能看得清清楚楚。
火星的冰期,藏着行星气候的“通用密码”
火星的“冰期日记”其实是一本“行星气候说明书”。它告诉我们,无论是地球还是火星,气候都不是一成不变的,而是会因为天体运动的微小变化(比如自转轴倾斜)发生巨大改变。而那些留在地表的“指纹”,就是行星的“气候记忆”,等着我们去解读。
你有没有想过?如果火星的倾斜角再变大一点,中纬度会不会再被冰川覆盖?或者,地球的倾斜角如果发生变化,我们的气候会变成什么样?欢迎在评论区聊聊——毕竟,火星的过去,可能藏着我们地球未来的线索。
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