无论你在哪个行星上,物理定律都是一样的。对于云来说,这意味着它们只围绕某种“种子”形成,通常是一粒尘埃或盐。在地球上,由于大气层浓厚且气流强劲,可以在大气层中的任何高度找到这些轻质粒子,从而形成不同高度的云。
在火星上,这个过程更加困难。科学家们一直在努力理解他们在火星天空中经常看到的那些高层云,因为模型预测很难将火星丰富的尘埃抬升到足够高的大气层来形成云。
但是,来自美国宇航局 MAVEN 航天器的最新观测,加上科罗拉多大学博尔德分校研究生 Victoria Hartwick 领导的研究团队的建模,可能已经解决了这个问题。他们表示,流星撞击火星大气层并分解成尘埃,他们称之为“流星烟”,可以为形成高层云提供所需的“种子”。Hartwick 的团队周一在 Nature Geoscience 杂志上发表了他们的研究结果。
云的播种
“我们习惯于将这些行星视为独立的整体,”Hartwick 说,“每个星球的天气和气候都来自内部。但这是一个气候受到其太阳系环境影响的例子。”
由流星尘埃制造云并非闻所未闻。流星被认为是地球上一些纤细的 夜光云 的种子,但即使是这个发现也是相对较新的。
Hartwick 的工作主要基于建模。此前,很难用计算机重现航天器在火星中上层大气中观测到的云。但是,在模型中加入了流星尘埃后,匹配度就大大提高了。
MAVEN 任务的结果进一步加强了这一理论。2017 年,航天器观测到了火星高层大气中的电离金属粒子。研究人员认为这是进入火星天空的流星被加热并蒸发成微小粒子的证据。
这是地球上的一个常见过程,每天有高达 100 吨的流星物质降落。火星则相对较少,不超过 3 吨,其中不到半吨转化为可能作为云种子的细小颗粒。“这大约相当于每天散布在行星上的狮子或海豹的重量,”Hartwick 说。但即使是这么少的量,也包含了数十亿个独立的粒子,它们产生了可观的累积效应。
虽然证据有些间接,但建模与 MAVEN 的发现相结合,已经提供了研究人员可能获得的全部证据。“在地球上,我们能够通过飞越物质并捕捉流星烟来发现(云的种子)。在火星上做这件事非常困难。”
至于这些云的影响,它们很稀薄,而且通常很难看见。但 Hartwick 说,它们仍然可以影响中层大气,那里的温度在一天的过程中可能会有几次波动 10 度,而云的形成和消散是温度周期的一部分。
但 Hartwick 指出,古代火星会有更大量的流星雨。“当你回溯时间,这可能对早期气候的云层形成产生了更大的影响。”














