火星中層大氣的雲如何形成？靠流星划過時碎裂的塵埃

長期以來，天文學家一直在火星大氣中層觀察到雲的形成，該處距離地表30公里，一直很難解釋它們的形成機制。現在科羅拉多大學波德分校科學家指出，中層雲層可能來自隕石進入火星大氣層時，留下的流星煙（meteor smoke）讓水分子有所依附。

和地球相比，火星如今的大氣層相當稀薄，其地表大氣壓力不到地球的1%，並且火星大氣總質量只有25兆噸，而地球有5148兆噸。

至於地球上的雲，為氣態水分子聚集在空氣中的凝結核周圍所形成。在定溫下，水氣含量超過飽和蒸汽壓便會開始凝結，但氣態水分子之間的相互作用較小，就算已達飽和環境，可能也不足以讓水分子凝聚成為液態，沒有凝結核作為核心讓水分子依附，我們就看不到各種美麗的雲貌。

然而同樣的物理機制放到火星身上時卻出現了問題。火星大氣結構分為：相對溫暖的「低層大氣」、有高速氣流存在的「中層大氣」、大氣分子不像下層均勻分布的「上層大氣（或熱氣層）」，以及距離地表200公里以上、大氣逐漸過度到外太空、無明顯邊界的「外氣層」。

如果按照雲的正常形成機制，則火星中層大氣應該也要有塵埃粒子作為凝結核，讓水氣依附以形成雲，然而事實是，科學家從沒有在火星中層大氣找到這些塵埃。

於是科羅拉多大學波德分校團隊將眼光轉向流星。根據NASA的火星大氣與揮發物演化任務（MAVEN）探測器數據，每天平均有2～3噸流星進入火星大氣層，當這些隕石與大氣層摩擦並裂成碎片時，就會往大氣注入大量灰塵，稱為流星煙。為了確定流星煙是否為火星中層大氣神秘雲層的起源，研究團隊利用電腦模擬火星大氣層的流動，果然結果顯示雲出現了。

雖然與地球壯觀的積雨雲相比，火星上的雲很小、很薄，可能類似地球的絲狀捲雲，但它們依然能發揮影響力，讓火星高海拔地區溫度上升或下降達10℃。

這些雲的形成有助於揭示火星大氣演化史，更具體地說，能幫助揭開過去火星表面如何維持液態水。新論文發表在《自然-地球科學》（NatureGeoscience）期刊。

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