火星上神秘的沟壑是谁或什么挖出来的？答案令人震撼

多年来，科学家们怀疑二氧化碳冰可能是火星奇特沟壑形成的原因，但一直无人能直接证明。罗洛夫斯通过在实验室中使用二氧化碳冰块制造出沟壑，成功复制了这一在地球不会发生、此前从未被实时观测到的自然过程。

升华现象 在火星冬季，气温骤降至约零下120摄氏度，沙丘上会积聚冰层。随着春季来临，阳光使斜坡升温，大型冰块（有时长达一米）会松动脱落。由于火星大气层稀薄，且温暖的沙子与冰块之间存在巨大温差，这些冰块的底部会迅速转变为气体，这一过程被称为升华。由于气体所占空间远大于固态冰，压力会迅速积聚，使冰块看起来像是在“爆炸”。

罗洛夫斯说：“在我们的模拟实验中，我观察到这种高气压如何将冰块周围的沙子向各个方向吹散。”结果，冰块会陷入斜坡中，被困在一个由沉积沙子形成的小脊环绕的凹陷处。“然而，升华过程仍在继续，因此沙子会不断被向各个方向吹散。”随着冰块持续汽化，它会逐渐向下滑动，开凿出一条两侧有脊的又长又深的沟槽。这些人工制造的沟壑与火星上观测到的几乎完全一致。

地貌形成 罗洛夫斯研究塑造火星表面的地质力量。在早期研究中，她发现升华的二氧化碳冰会引发泥石流，沿着陨石坑壁切割出深沟。“但本次研究中的沟壑看起来有所不同，”她解释道，“因此，其背后存在另一种不同的过程，但究竟是什么呢？这正是我着手去发现的。”

火星模拟舱 她与硕士研究生西蒙妮·维舍斯一同前往英国米尔顿凯恩斯市，以解开这些奇特沙质沟壑背后的谜团。开放大学拥有一个“火星模拟舱”——一个用于模拟火星环境条件的设施。英国地貌学会的资金支持使此次访问成为可能。“我们通过模拟不同坡度的沙丘斜坡进行了各种尝试。我们让一块二氧化碳冰块从斜坡顶部落下，观察会发生什么，”这位研究人员表示。“在找到合适的斜坡后，我们终于看到了结果。二氧化碳冰块开始钻入斜坡并向下移动，就像一只打洞的鼹鼠或《沙丘》中的沙虫。这看起来非常奇特！”

从冰块到沟壑 但这些冰块究竟是如何形成的呢？“二氧化碳冰块形成于火星南半球中纬度的沙漠沙丘上。冬季，整个沙丘地带的表面会形成一层二氧化碳冰，有时厚度可达70厘米！春季，这些冰开始升温并升华。冰的最后残余部分位于沙丘顶部的背阴处，当温度足够高时，冰块就会从那里断裂脱落。一旦冰块到达斜坡底部并停止移动，冰会继续升华，直到所有二氧化碳都蒸发完毕。最终留下的是沙丘底部沙子中的一个凹陷。”

为何研究火星？ 这颗行星为何如此吸引人类？罗洛夫斯说：“火星是我们最近的邻居。它是太阳系中唯一一颗靠近‘宜居带’的岩石行星。这个区域与太阳的距离恰到好处，使得液态水的存在成为可能，而液态水是生命存在的先决条件。因此，关于生命起源以及可能存在的地外生命的问题，或许能在这里找到答案。”“此外，研究其他行星地貌结构的形成，是跳出地球思维框架的一种方式。这能让我们提出略有不同的问题，进而为地球上的各种过程带来新的见解。”