火星也有冰河期，但不是因為冷，而是因為熱

科技 06-01

只有變化才是永恆的。

冰層和塵埃的周期性氣候循環生成了火星兩極的冰蓋。季復一季，年復一年，每一次氣候變化都會周期性地縮小它們的規模。這是一張模擬的立體視角圖，是基於奧德塞火星探測器獲得的數據製作的。NASA / JPL / 亞利桑那州立大學

NASA的火星勘探軌道器最近用雷達對火星北極冰蓋進行了掃描，發現了最近一次火星冰河期留下的痕迹。

探測結果表明，正如科學家的預期，火星最近一次冰河期結束於大約40萬年前，而且實際殘留至今的冰量也與理論相符。與此同時，科學家還通過數據完善了火星氣候變化的理論模型，由此他們可以測定冰層在火星兩極和中緯度地區之間的運動方式，以及這些冰的容量。

火星擁有明亮的極地冰蓋，這從地球上，用望遠鏡就能看到。每個火星年，二氧化碳乾冰和二氧化碳雪會季節性地在火星兩極覆蓋、消融。火星北半球的夏季，殘留下來的北極冰蓋全部由水冰組成；南極冰蓋的主要成份也是水冰，但在南半球的夏季，那裡仍然會覆蓋一層相對較薄的干氧化碳乾冰。

和地球一樣，火星的自轉軸傾角和軌道外形每幾十萬年都會發生變動。這樣的變動，會導致行星的氣候發生非常大的改變，比如帶來冰河期。不過地球上的變化較為輕微。這樣的周期性的氣候改變，就是所謂的米蘭科維奇周期。

科學家用火星勘探軌道器上的淺表地層雷達製作了一幅圖像，把冰和塵埃的層次結構，以及火星極地冰層的蓄積情況，用一種類似垂直切片的形式表現了出來。科學家分析了幾百幀類似的圖像，尋找其中分層結構的特點與變化。

結果，學者們發現在整個北極冰蓋中，存在著一條明顯的分界線。分界線之上與分界線之下相比，冰層的積聚非常快，也非常一致。

火星也有冰河期，但不是因為冷，而是因為熱

通過分析頂部的那種雷達圖像，科學家在火星冰極冰蓋中發現了冰河期留下的跡象。NASA / JPL-Caltech / 羅馬第一大學

研究主導者，行星科學家Isaac Smith說，「冰層上部幾百米處所呈現出來的特性表明，那裡存在過一個侵蝕期，緊隨其後的則是一直持續至今的快速積累期。」

在地球上，如果極地和高緯度地區持續變冷幾千年，就會出現冰河期，導致冰蓋向中緯度地區擴張。而在火星上，如果自轉軸傾角增大，其極地就會變暖。在此期間，極地冰蓋會退縮，水汽向赤道遷徒，在中緯度地區的地表形成冰層和冰蓋。極地變暖期結束後，冰層會在兩極再次積聚，中緯度的冰層就會消失。火星極地冰的這種退縮和擴張，就是Smith和他的團隊在雷達圖片提供的記錄中所發現的。

通過基於火星軌道參數，尤其是它的傾角而製作出來的氣候模型，能夠預測上一次火星冰河期結束的時間，大約是在40萬年前。那時，火星的兩極開始變冷。從那時起，極地的冰層厚度增加了大約300米。

Smith發現，火星極地冰層上部的厚度最大達到了320米，其容量相當於給火星全球包裹上一層平均60厘米厚的冰。

「這表明，我們實際上已經確認了最近一次的火星冰河期，及自那時起極地冰層的再次生長。由此，我們可以更加了解，在火星極地和其它緯度地區間有多少水在移動，對火星氣候的認識也會增加深入，」Smith說。

相關論文發表在5月27日的《科學》雜誌上。

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