探索火星云层与尘埃的美丽层叠：高分辨率图像揭示大气奥秘

来自火星边缘的切片揭示了一个层次分明且复杂的大气层。一艘欧洲航天器捕捉到了包裹着红色星球的光辉千层饼般的尘埃，细节前所未有。

欧洲航天局的ExoMars 气体追踪轨道器不断从其围绕火星的轨道中收集信息，以了解火星的古老历史和潜在的宜居性。这艘航天器于2024年1月21日记录了五幅垂直图像的合成图，当时它正飞越距离火星表面约400公里的特拉西梅里亚南部高原。底部是火星，顶部是太空。

这幅光与色彩交织的万花筒由迄今为止获得的火星边缘上空大气的最高分辨率图像组成。火星的边缘是行星的曲面边缘，表面与太空相接的明显边界。观察行星的边缘可以揭示其大气模糊边缘的细节。

这艘航天器位于火星的阴影中，朝着黄昏时分阳光照亮的尘埃幕望去。从这个角度，搭载的颜色和立体表面成像系统（CaSSIS）能够揭示散布在大气中的细微的云层和尘埃。五幅图像，每幅覆盖3.6公里宽的大气切片，展示了高度从15公里到55公里的数十层。每个切片相隔200公里。

颜色的微妙变化表明，粒子在更高的高度变得更小。“我们的观察，尤其是颜色，提供了对大气中每个高度粒子半径的独特见解。形状和成分也可能起到作用。这些真是太神奇了，”来自伯尔尼大学的CaSSIS首席研究员、论文的主要作者尼古拉斯·托马斯说，这篇论文于2025年9月19日在Science Advances上发表。

许多冰粒和尘埃层显示出大气不安定的证据。这些粒子在与太阳和行星辐射相互作用时，会散射阳光。

在火星表面40公里及以上的高度，CaSSIS相机显示出细小颗粒的层，这些颗粒可能包括在这个寒冷大气层中的小冰粒。在40公里以下，这些层可能主要是由从表面扬起的尘埃构成。

这种大气成分的结果也可能因红色星球的季节而异。尘暴的发生以及大气中颗粒的数量会因地区和季节而有所不同。“对大气中颗粒的垂直分布缺乏理解是关于现代火星气候的关键问题之一，”尼古拉斯解释道。

火星边缘的图像之前已经由火星快车获得，但这是研究人员首次获得每像素18米的高分辨率图像。这些独特的CaSSIS边缘观测将每月进行一次。

团队正在建立一个包含这些类型图像的广泛数据库，以揭示火星大气千层酥的成因。“这些丰富的信息将有助于后续的详细分析，”尼古拉斯补充道。