火星沙丘季節性動態活動的證據

火星上的羅素隕石坑（Russell crater）是太陽系中已知最大的沙丘地形，提供一個研究火星上現代地表的場地。

美國西南研究所辛西婭·丁維迪（Cynthia Dinwiddie）博士說，最初，科學家認為線性沙丘溝渠是古代火星氣候支持表面液態水時的遺留物。然而，重複照片顯示，當火星又冷又乾旱的時候，明亮的二氧化碳冰塊靜止在沙丘溝壑中，顯示冰塊和溝壑之間的因果關係。

丁維迪表示，我們提供了令人信服的新證據，即排放的二氧化碳會移動二氧化碳冰塊，從而雕刻和改變線性沙丘溝壑。在火星寒冷的秋冬季，寒冷的氣溫將部分二氧化碳大氣凝結到沙丘表面，形成冰層。先前的研究顯示，在冬季和早春，來自太陽的輻射穿透過半透明的二氧化碳冰層並加熱冰下的深色沙子，導致一些冰轉變為氣體，並使接觸區的壓力增加。這種加壓的二氧化碳氣體通過冰層的脆弱區域逸出到大氣中，還以氣體噴射的形式排出沙子和灰塵。

噴出的物質落回地面，在噴口周圍形成黑點。研究提出，隨著季節的推移，重複的排氣會將沙丘頂部附近陡坡上的冰塊分解成離散的塊體。排出的氣體最終會把這些塊體移走，並使它們滑下山坡，加深和改造現有的溝壑或雕刻新的溝壑。空氣中的羽狀物是由滑塊擾動的細塵組成的，而粗塵在溝壑附近重新沉積，在活動溝壑周圍形成季節性、相對明亮的條紋。散發出氣體的冰塊暫時清除了深色溝壑沙土上的灰塵，導致溝壑內外的反照率變化。

丁維迪說，我們於10月的最後三個星期的短時間內，觀察到這種圍繞活動溝壑的明亮條紋模式。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】 研究全文刊登在2021年2月24日出版的《天地球物理研究快報》期刊