火星有两个极地冰盖在北极和南极。它们主要由二氧化碳冰组成。它们之间有一些有趣的区别，尽管它们大体相似。二氧化碳与火星表面两极的反应不同。为什么?一项新研究显示了火星的偏心轨道，季节的长度和地形的差异是如何发挥作用的。
火星的极帽:相似但不同
火星有明亮的极地冰盖，即使用小型望远镜也能看到。你可以看到它们随着季节的变化而生长和萎缩。与地球不同，它们主要由冰冻的二氧化碳组成。2024年9月1日，由行星科学研究所领导的一组科学家讨论了他们关于地球极地帽的新研究。这些结果有助于解释为什么极地帽有相似之处和不同之处。
这项新研究结合了美国宇航局火星勘测轨道器(MRO)过去的观测结果和最新的观测结果。该航天器使用其高分辨率成像实验(HiRISE)相机，以令人难以置信的细节拍摄了极地地区的图像。
研究人员于2024年9月1日在《伊卡洛斯》杂志上发表了他们的同行评议结果。
火星的偏心轨道
这项研究的重点是二氧化碳是如何在极帽和大气之间循环的。这种情况发生在两极，但方式并不完全相同。行星科学研究所的主要作者Candice Hansen解释说:
答案很大程度上与火星的轨道有关。由于火星离太阳比地球远，它绕太阳运行一周所需的时间大约是地球的两倍。它的轨道也更像科学家所说的那样是椭圆形的，或者说是偏心的。相比之下，地球的轨道更圆。这个椭圆形的轨道也影响着火星的季节。火星和地球一样，也有四季。但偏心的轨道意味着季节的长短是不相等的。
在火星绕太阳运行的轨道上，南半球的秋天和冬天以及北半球的春天和夏天是离太阳最远的。相应地，每个半球的季节都是最长的。
南方的秋天和冬天是最冷的
地表高度也起了作用。因为南半球总体上更高，它的大气压力比北半球低地低。因此，它在冬天也比北半球更冷。事实上，每年大约有四分之一的大气以二氧化碳冰的形式冻结在地表。汉森说:
北半球的沙尘暴
所以总的来说，北半球的冬天只比南半球暖和一点。另一个原因是灰尘。冬季恰逢沙尘暴季节，这是火星大气的另一个年度特征。在这个时候，北半球和整个地球上都有很多灰尘在旋转。而且因为现在是冬天，冰帽越来越大，北极冰帽里的灰尘比南方的要多。这是两个冰盖彼此不同的另一种方式。或者正如汉森所说:
火星南极的尘埃扇
地形本身也对二氧化碳循环如何影响两极的景观产生影响。在南极，地形相对平坦。因此，尽管冬季的尘埃总量比北方少，但这些尘埃会被风吹得像黑色的风扇一样在表面散开。
扇形是如何形成的?这个过程从二氧化碳冰开始，汉森解释说:
因为地面现在有点热了，二氧化碳冰升华了，也就是说，它直接变成了气体。然后，这些气体想要逃离它被困在下面的冰。汉森补充道:
这种断裂在地表形成了沟壑。但与大多数沟壑不同的是，这些沟壑从一个中心点向外伸展。这些是著名的火星蜘蛛。一旦气体喷发到表面，其中的黑色尘埃就会被风吹向外，形成风扇。汉森说:
北极的沙丘
相比之下，同样的尘扇也会出现在北极。然而，那里的地形不同。这里不是平坦的地貌，而是大片的沙丘。这会影响升华过程。汉森解释道:
这些结果有助于揭示火星当前的过程，而不仅仅是远古时期的过程。这颗行星现在的地质活动可能不像以前那么活跃了，但它仍然很活跃，汉森指出:
总结:火星的极帽总体上是相似的，但它们在某些方面也有所不同。一项新的研究表明，二氧化碳冰的升华起着关键作用。
