火星山坡和隕石坑內(nèi)，存在著一些形似蜂蜜溪流的構(gòu)造，它們被塵埃覆蓋，凍結(jié)在原地。這些構(gòu)造實(shí)際上是冰川，以幾乎難以察覺的速度緩慢地向前移動(dòng)。多年來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為它們主要由巖石構(gòu)成，其中只混雜著少量的冰。過去二十年的研究表明，其中一些冰川實(shí)際上主要由冰構(gòu)成，表面只有一層薄薄的塵埃和巖石。如今，發(fā)表在《伊卡洛斯》雜志上的一項(xiàng)新研究表明，這種情況并不局限于少數(shù)幾個(gè)地點(diǎn)——火星各地的冰川都含有超過80%的水冰。

這一發(fā)現(xiàn)表明，火星的冰川沉積物在全球范圍內(nèi)極其純凈，這為了解火星的氣候歷史提供了新的視角，并為未來(lái)的探索指明了潛在的資源。

這項(xiàng)研究由以色列魏茨曼科學(xué)研究所的應(yīng)屆畢業(yè)生尤瓦爾·斯坦伯格（Yuval Steinberg）領(lǐng)導(dǎo)。他的合著者奧德·阿哈龍森（Oded Aharonson）和艾薩克·史密斯（Isaac Smith）是圖森行星科學(xué)研究所的資深科學(xué)家，分別在魏茨曼科學(xué)研究所和約克大學(xué)任職。

阿哈龍森說(shuō)： “這項(xiàng)研究凸顯了NASA 的項(xiàng)目不僅在美國(guó)國(guó)內(nèi)推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步，而且還惠及世界各地的學(xué)生。”

這是火星上被碎屑覆蓋的冰川的一個(gè)例子。對(duì)這些特征的新研究表明，它們比以前認(rèn)為的要純凈，這對(duì)于理解火星的總體水資源收支以及未來(lái)載人任務(wù)的資源利用具有重要意義。圖片來(lái)源：NASA/JPL-Caltech/亞利桑那大學(xué)

當(dāng)研究人員回顧早期的研究時(shí)，他們意識(shí)到對(duì)碎屑覆蓋的冰川的分析不一致且難以比較。

“研究人員在不同的地點(diǎn)應(yīng)用了不同的技術(shù)，結(jié)果難以進(jìn)行比較，”史密斯解釋說(shuō)。“我們研究中的其中一個(gè)地點(diǎn)從未被研究過，而我們使用的五個(gè)地點(diǎn)中，有兩個(gè)地點(diǎn)此前只進(jìn)行過部分分析?！?/p>

為了解決這個(gè)問題，研究小組開發(fā)了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方法來(lái)檢查被碎屑覆蓋的冰川。他們專注于兩個(gè)關(guān)鍵測(cè)量指標(biāo)：介電特性（反映雷達(dá)波穿過材料的速度）和損耗角正切（表明材料吸收了多少能量）。這些數(shù)值使得估算冰川內(nèi)冰與巖石的比例成為可能——這無(wú)法僅通過表面觀察來(lái)確定，因?yàn)閴m埃和巖石常常會(huì)遮擋下方物質(zhì)。

火星冰川的全球比較

他們還在火星上發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)可以利用SHARAD（火星勘測(cè)軌道器上淺層雷達(dá)儀器的縮寫）進(jìn)行此類分析的區(qū)域。這樣，他們就擁有了分布在這顆紅色星球上的五個(gè)站點(diǎn)，從而可以進(jìn)行全球范圍的比較。

研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查了五個(gè)冰川純度的地點(diǎn)。這些地點(diǎn)彼此不同，但冰巖比例卻相似，這意味著火星可能經(jīng)歷過一次大規(guī)模冰川期，也可能經(jīng)歷過多次性質(zhì)相似的冰川期。圖片來(lái)源：Steinberg 等人

他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，所有冰川，即使是在相反的半球，也具有幾乎相同的特性。

“這很重要，因?yàn)樗嬖V我們，火星冰川的形成和保存機(jī)制很可能在任何地方都相同，”史密斯說(shuō)?！坝纱耍覀兛梢缘贸鼋Y(jié)論，火星經(jīng)歷過一次大規(guī)模冰川期，或者經(jīng)歷過多次性質(zhì)相似的冰川期。而且，通過首次將這些地點(diǎn)和技術(shù)整合在一起，我們能夠統(tǒng)一對(duì)這些類型冰川的理解?！?/p>

了解這些冰川的最低純度有助于科學(xué)地理解冰川的形成和保存過程。此外，當(dāng)利用水等當(dāng)?shù)刭Y源成為關(guān)鍵任務(wù)時(shí)，這將有助于規(guī)劃未來(lái)人類對(duì)火星的探索。

接下來(lái)，研究小組將尋找更多的冰川，以增加全球比較，并鞏固對(duì)這些塵埃覆蓋的謎團(tuán)的理解。

編譯自/ScitechDaily