2024-09-19 18:08

“火星上的蜘蛛”首次在地球上完全苏醒——科学家们高兴得尖叫起来

美国宇航局的科学家们在地球上重现了火星表面令人毛骨悚然的黑色“蜘蛛”。这一突破让研究人员高兴得“尖叫”起来,并可能有助于揭开神秘结构的进一步秘密。

“火星上的蜘蛛”是一种被称为蜘蛛形地形的地质特征,在这颗红色星球的多个地方都可以看到。在这些地方,行星表面出现了数百个黑色的裂缝状结构,每个结构都可能有数百条单独的线条,或称“腿”。当从上面看时,这些紧密聚集的变形物可能超过3300英尺(1000米)宽,看起来就像一堆蜘蛛在火星上匆匆奔跑。

2003年,火星轨道飞行器首次发现了这些蜘蛛,从那以后,这些特征就不断出现在卫星图像中。起初,这些静止的蛛形纲动物完全是一个谜,但科学家最终确定,蜘蛛是在地球表面的二氧化碳冰突然升华时形成的——或者在没有融化成液体的情况下变成气体。

在9月11日发表在《行星科学杂志》(Planetary Science Journal)上的一项新研究中,研究人员在一个专门的实验室里以较小的规模模仿了这一过程,创造了一个近乎完美的微型蜘蛛。

这项研究的主要作者Lauren Mc Keown是美国宇航局加利福尼亚喷气推进实验室(JPL)的行星地貌学家,她已经在重建这些蜘蛛方面工作了五年。对于她来说,最终生产这些火星生物的那一刻几乎是难以控制的。

基翁在一份声明中说:“那是一个周五的深夜(实验成功的时候),实验室经理听到我的尖叫后冲了进来。”“她以为发生了意外。”

2021年,基翁领导的一项研究首次解释了蜘蛛是如何形成的——通过一种被称为基弗模型的途径。

这个模型表明,在火星的春天,阳光穿过火星表面的二氧化碳冰,加热了下面的地面。这反过来又导致一些冰升华成气体,在冰盖内形成压力。当压力过高时,冰就会破裂,从而使气体逸出。当气体从冰中渗出时,它从表面带走了一股黑色的尘埃和沙子,在火星的夏天冰完全融化时留下了蜘蛛状的伤疤。

在这项新研究中,研究人员通过在喷气推进实验室的一个酒桶大小的房间里重现这些步骤,对基弗模型进行了测试,这个房间被称为冰冷环境的肮脏真空模拟试验台(DUSTIE),它重现了火星的极低压力和温度——零下301华氏度(零下185摄氏度)。

该团队将模拟火星土壤放入室内,并用二氧化碳冰覆盖。然后,他们在模拟土壤下放置一盏灯来加热混合物,以复制太阳的变暖效应。

美国宇航局的代表在声明中写道:“在Mc Keown找到合适的条件让冰变得足够厚和半透明以进行实验之前,我们做了很多尝试。”但最终,冰裂开了,气体从洞里渗出了大约10分钟,直到冻结的二氧化碳最终消失,留下了一只标志性的蜘蛛。

这项新研究还揭示了基弗模型中隐藏的一个步骤:地面内部也形成了冰,这导致地面随着冰一起裂开。研究人员写道,这可以解释为什么蜘蛛的腿呈锯齿状。

该研究的合著者、喷气推进实验室的行星科学家塞丽娜·迪尼加(Serina Diniega)在声明中说:“这是表明大自然比教科书上的图像更混乱的细节之一。”

研究人员计划进行类似的实验,以解决关于火星蜘蛛的最大谜团,包括为什么它们在火星上的某些地方形成,而在其他地方却没有,为什么它们的数量似乎没有每年都在增长。