未解的火星之谜

自从20年后海盗号探测器1976和全球勘探者号发现了火星的整个地形后，我们知道火星南北半球的表面地形有很大不同。北半球几乎光滑平坦，几乎没有陨石坑，而南半球则被许多陨石坑覆盖。这一事实表明南半球比北半球更古老。大规模火山活动造成的赤道地区塔尔西斯山区。火星南北半球的地貌差异巨大，其原因一直是个未解之谜。近日，美国科学家在《自然》杂志上发表了一篇文章，认为小行星或彗星等外力的猛烈撞击是火星南北差异的原因。他们认为，数十亿年前，小行星或彗星猛烈撞击年轻的火星，导致地表出现巨大差异。然而，一些科学家认为，尽管最新的研究结果为碰撞理论提供了更多的论据，但也不能完全排除其他可能性，例如火星本身的地质运动。

一场巨大沙尘暴的奥秘

人类通过水手9号和海盗号探测器在火星上观测到了巨大的沙尘暴，全球勘探者也在2001观测到了几乎覆盖火星的大规模沙尘暴。南半球的冬季和春季大多经常发生大规模沙尘暴。例如，2001年6月发生了沙尘暴。起初，它只是南半球革剌斯盆地上空的一片尘云，然后它的体积略有增加，但在6月27日，风暴开始肆虐，尘云迅速扩大。到7月初，尘云已经扩散到盆地外，遍布整个火星。沙尘暴直到9月底才结束，但顶部卷起的灰尘仍在大气中漂浮，因此到6月165438+10月，火星看起来很好。

很模糊。

火星的大气层非常稀薄，只有地球的十分之一。从理论上讲，大气环流模型所代表的大尺度风在火星上的条件下无法轻易吹起，因此很难从表面扬起灰尘。尽管如此，事实上，大规模的沙尘暴已经发生。这是为什么呢？

到目前为止，没有人能对“火星上的沙尘暴是如何迅速席卷全球的”这一问题给出正确的解释，但人们倾向于一种理论，即空气中的尘埃颗粒吸收了阳光，从而使周围的空气迅速升温。强风卷起了火星表面更多的灰尘，这导致温度进一步上升。这种循环机制使得小面积的尘埃云最终演变为火星上的全球性沙尘暴。

相比之下，地球上没有全球性的沙尘暴。这是因为地球上没有像火星那样的全球性沙漠，沙尘暴是自我喂养的。其次，地球的温度主要由水蒸气中含有的热能控制，空气中的尘埃颗粒对温度的影响很小。在火星上，情况完全不同，因为灰尘会吸收阳光，这会导致干燥的空气突然变热，然后形成强风并扬起更多的灰尘。

水存在的奥秘

众所周知，人们在探索火星时对水的存在最感兴趣，因为水关系到生命的存在。从火星各地发现的“河谷网络”等河流痕迹的地形推断，火星上曾有大量的水。最近，美国国家航空航天局的“凤凰号”着陆器在火星极地冰盖外发现了水冰的证据。这一发现无疑是了解火星表面是否宜居的关键第一步。

现在，科学家们确信火星上曾经有大量液态水。但是水从哪里来呢？最可能的解释是它来自富含硫酸的地下水。这是因为勇气号发回的岩石光谱图显示多达40%的岩石成分是硫酸盐。地下水通过火山岩向上渗透，有时会淹没火星表面，形成浅湖或浅海。然后，水分蒸发，在地面上留下一层薄薄的硫酸盐。这个过程在火星上可能会发生很多次。所以它积累成了一层厚厚的含硫酸盐的岩石层。

一些科学家认为北半球的低地曾经是海洋。此外，革剌斯盆地或阿尔提雷平平原仍有积水。那么，丰沛的水去了哪里？现在，已经证实火星上存在的水只是极地冰层和大气中的少量水蒸气。水蒸发了，但它扩散到太空中了吗？还是渗入地下了？还是仍然以冻土的形式存在？

许多科学家认为水渗入地下，这与奥德赛探测器的观测结果不谋而合。事实上，这次“奥德赛”的观测目的之一就是寻找火星上水的存在。这次观测使用了伽马射线。

分光计。当奥德赛号探测器在降低飞行轨道时首次经过火星时，伽马射线光谱仪探测到南极以北土壤中发射的中子和伽马射线，从而知道了火星表面和近地表层的氢浓度，这表明火星上有水冰的迹象，并知道了永久冻土的数量及其季节变化。

那么，我们如何从中子和伽马射线中知道氢原子的存在呢？众所周知，火星上没有稠密的大气层，当它被强烈的宇宙射线击中时，其表面会释放出强烈的中子流。这些中子在穿越火星近地表层时将与各种元素的原子核发生碰撞。当中子撞击水中的氢核时，它将减速并释放一些热能，如果被氢等其他原子吸收，它将发出伽马射线。因此，如果热中子的量小而伽马射线的量大，则认为氢的浓度高。

伽马射线光谱仪发回的数据显示，南纬60度以南的南半球热中子数量很少，而吸氢中子释放的伽马射线数量增加。此外，北半球部分地区也有类似的地区。这些事实表明，在南纬60度以南的地区，距离地表约1米处有永久冻土，而且似乎有大量的冰。如果这个推论是

如果正确的话，这些地区将成为未来探索永久冻土生命痕迹任务的探索目标。

磁场消失之谜

1996年，“环球探索者”号使用大气制动进入火星圆形轨道。出乎意料的是，太阳能电池板的一侧没有完全打开，这导致空气制动时间延长。由于它比预定距离更接近火星表面，因此可以进行精确的磁性测量。结果，全球探勘者在南半球的一些地方发现了磁干扰条纹。

现在火星上没有磁场，但我们知道过去的磁场部分保存在岩石中，并且根据不同

在局部，磁性的方向是相反的，导致干涉条纹。这种磁干涉条纹也存在于地球的海底，是板块构造理论的证据。

火星上剩磁的存在表明这颗行星曾经有过磁场。然而，由于早期火星的核冷却，磁场消失了。由于磁干涉条纹只在南半球看到，而在北半球没有，科学家认为北半球的地形是在磁场消失后形成的，或者是内部热量和水的混合导致的异常使磁性消失。综上所述，我们只知道火星上有一个非常强的磁场，有东西产生了干涉条纹，磁场在某个时候消失了。至于为什么北半球没有磁干涉条纹，为什么南半球只有一些地方有？这些问题人类都没有回答。