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標題: 為何火星上有颳不完的塵暴﹖ [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2021-11-28 04:27 PM 標題: 為何火星上有颳不完的塵暴﹖

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　　從南極巨大冰帽逃逸出來的大量氣體﹐在日夜劇烈溫差的牽動下﹐經常引起大規模的塵暴﹐情況嚴重時﹐可覆蓋火星全球﹐掩遮一切地表﹐就如「水手九號」初臨火星時一樣﹐塵暴肆虐﹐地表深藏﹐一兩個月後才得平息。
　　當火星塵埃滿天時﹐大氣吸熱能力增加﹐可提高火星大氣溫度攝氏20~30度。揚起灰塵的總量﹐有7億多立方公尺﹐可覆蓋火星全球地表1/10頭髮厚度。在地面望遠鏡觀測時代﹐常看到火星隔夜「山河變色」﹐都是因為塵暴攜帶大量灰塵所致。塵暴平息後﹐灰塵重新分布﹐大規模改變了地表顏色﹐面積有時可達半個美國大陸的大小。
　　塵暴的另一巨大功能﹐是對地表進行風蝕作用。「維京人號」登陸之時﹐科學家不但要憂慮高低不平的隕石坑﹐和經隕石撞擊而散落在各處的岩塊﹐還要憂慮火星亙古的風蝕作用﹐可能已把所有岩石揉成細沙﹐甚或流沙﹐可能會將登陸艇吞沒。所以﹐當「維京人號」安全落地﹐發現腳下是堅實的土地﹐並還有許多大小不一的岩塊樣品留下時﹐對我們來說﹐是一個意外的驚喜。
　　「維京人一號」軌道衛星﹐在1976年為「維京人二號」登陸小艇尋找登陸地點時﹐在北半球攝得一張所謂「火星人面像」(Face on Mars)。照片中央的人面約1,500公尺大小﹐太陽由左上方以20度角射入。其他各類散布的岩塊﹐都有明顯風化跡象。「火星人面像」可能就是由塵暴「雕塑」成的。
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　　「火星人面像」公布後﹐引起「八卦族」密切關懷﹐認為是「火星人」的藝術作品﹐對美國航太總署不肯說「實話」公布「詳情」大表不滿﹐紛紛提出媒體控訴﹐熱鬧了好一陣子。「火星人面像」被媒體炒作30年後﹐美國航太總署在2007 年﹐特別以新一代「火星勘測軌道飛行器」(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO) 上的「高解析度成像科學設備」(High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE)﹐取得一張解析度為90公分的高鑑別率照片﹐秋毫畢露地呈現出「火星人面像」的確是由塵暴「雕塑」而成的礫丘。美國航太總署耐心地等候了30餘年的時間﹐認真處理了一般老百姓熱衷的火星八卦事件﹐「火星人面像」至此完全謝幕。
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　　火星塵暴的確產生了大規模的風化作用﹐造成了包圍在北極四周的巨大沙漠和零星散布在各地的沙丘區(sand dunes field)。比較起來﹐北半球受風蝕情況較為嚴重﹐沙礫常將隕石坑埋住﹐形成平坦的地表。南半球隕石坑滿布﹐銳利鮮明﹐似乎沒受到什麼塵暴的蹂躪﹐間或﹐一些構造特殊的沙丘零散其間。
　　1999年5月5日﹐「火星全球勘測衛星」在赫歇爾隕石坑(Herschel Crater﹐南緯15度﹐西經229度)內東側﹐發現一類奇怪的沙丘。沙丘中夾雜著一些深刻的紋路(grooved)﹐紋路中的沙子好像被強風吹走﹐沙丘表面猶如被膠水黏住﹐很像是水滲透沙丘後整體被凝固造成的效果﹐但真實原因仍不清楚。
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　　火星沒有海洋﹐沒有海平面﹐地勢起伏以人為規定的基準面(Datum Surface)為準。基準面是火星地表大氣壓為610.7 帕的高度﹐在這個氣壓下﹐水的沸點為攝氏0度。火星高地﹐氣壓比基準面低﹔火星盆地﹑窪地﹐氣壓則比基準面高﹐概念上與地球以一大氣壓(1.013×105 帕)為海平面高度類似。
　　宏觀上﹐火星南半球地勢比基準面高﹐尤其在南緯25~75度之間﹐可高出基準面2.5公里至6.5公里不等﹔相反地﹐北半球地勢低窪﹐平均在基準面下2公里多﹐唯有連綿4,000公里的塔西斯高地高出基準面有5公里之多。但沒人知道火星的南﹑北兩半球地勢差形成的原因。
　　塔西斯高地﹐包括西北方的奧林帕斯山﹐組成了太陽系第一火山群奇觀。發育不良的火星可謂卯足了勁﹐噴出了太陽系最偉大的火山﹐爭取到人類對它的尊敬和讚嘆。從塔西斯高地往東南方望過去﹐在赤道南邊﹐有一條4,500公里長﹑寬250公里﹑深8公里的水手號谷。在地球上﹐美國大峽谷長450公里﹑寬25公里﹑深1.5公里﹐可輕易裝入水手號谷支谷裡。東非大裂谷﹐長可略比﹐但寬﹑深不及。從火星軌道上觀看﹐水手號谷像是被刀子刮出一道深深的傷痕﹐中間寬﹐近圓形﹐兩邊以錐形向東﹑西方向射出。小個兒火星﹐又創出另一個太陽系奇觀。除搶眼的水手號谷和巨大的火山口外﹐下圖上還有一條由南向北長達4,000多公里的凱西谷(Kasei Valles)﹐構成塔西斯高地的東緣﹐如地球的長江大河﹐清晰可見﹐是火星上最大的一條乾涸河道。
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　　雖然地質學家目前還搞不清楚塔西斯高地形成的原因﹐但水手號谷可能是它闖出的禍。原因是造高地需要材料﹐從地下吸﹐會引起在水手號谷處塌方。另一個理論認為﹐水手號谷是火星初期的板塊運動撕出的裂谷﹐但火星比地球小很多﹐散熱快﹐內部熔融的地函迅速凝固﹐板塊運動早已胎死腹中﹐未能繼續發展。
　　加州噴射推進實驗室有一張奇特的水手號谷照片引。這是一張由東(南緯12度﹐西經65度)朝西向水手號谷中央(南緯8度﹐西經75度)望去﹐非常接近火星地表的俯瞰圖片﹐谷壁結構清晰﹐支谷錯綜複雜﹐天地交接處﹐谷景開闊﹐氣勢磅礡。谷外地形平坦﹐隕石坑零星分布。
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　　「火星全球勘測衛星」於1998年1月1日傍晚﹐在繞火星第80圈時﹐攝得一幅鑑別率高達6公尺的水手號谷中一個小谷脊照片﹐涵蓋了9.8公里×17.3公里的面積。照片中央為平坦的小谷脊﹐最寬處近6公里﹐兩邊斜坡陡峻﹐呈束狀﹐向北(圖上方)﹑南(圖下方)兩方向滑去。岩石結構多層次﹐由數公尺到數十公尺不等。在地球上﹐這類地形可能由沉積而成﹐如亞利桑那州的大峽谷﹐或由火山形成﹐如夏威夷考艾島(Kauai)上的威美亞山谷 (Waimea Canyon)。這些層次分明﹑厚實的岩石結構﹐說明了火星地質成因有著豐富和活躍的歷史背景。若由水手號谷大膽朝南方高緯度方向邁出﹐最終會抵達南極。
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