火星上影響天氣的最大特徵之一是灰塵。由於火星比地球小，它的重力較低，約是地球上重力強度的三分之一。並且火星還有一個稀薄的大氣層，其密度僅為地球大氣層的1%。綜合來看，這兩個事實意味著火星表面經歷著快速的溫度變化和大風，這些風將表面的小顆粒灰塵吹起並形成沙塵暴在各地區滾動，有時甚至橫跨整個星球。

這意味著灰塵對火星環境有很大的影響，在某些情況下，嚴重到使冬天提前結束。更不用說對火星探險家的影響了，比如“機遇號”火星車，由於一場沙塵暴將灰塵吹到了它的太陽能電池板上使其無法為火星車的電池充電，其15年的任務就這樣結束了。

但事實證明，灰塵不僅塑造了火星的天氣–它也塑造了火星的表面。最近發表在《Journal of Geophysical Research: Planets》上的一項研究上發現，奇怪的塵埃雪崩可能跟一個關於霜凍的謎有關。

該研究使用了來自古老的火星奧德賽號任務的數據，這是一個早在2001年發射的軌道器，當時它拍攝了火星表面的圖像。該軌道飛行器上有三個科學儀器，包括一個測量輻射的儀器、一個光譜儀和一個成像儀。該成像器可以用可見光和紅外波長觀察，它用這兩種波長來拍攝表面圖像。而這正是難題的開始。

隱形的霜

奧德賽號的可見光儀器拍攝的圖像顯示了火星表面斜坡上的霜，這些霜以藍色的條紋出現。霜的存在本身是有道理的。當太陽在火星上落下時，那裡變得極其寒冷，表面溫度低至零下200華氏度。這種寒冷使得火星大氣中大量存在的一定量的二氧化碳凍結成乾冰。

然而當研究人員跟用紅外線拍攝的圖像進行比較時，他們看到了更多的這種冰霜分佈在更大的區域。紅外線圖像可以顯示熱量，因為高溫物體會釋放出紅外線能量。這意味著紅外儀器也可以檢測到寒冷，因為它可以看到紅外能量釋放較少的區域。在用紅外線拍攝的同一火星斜坡的圖像中，研究人員看到了散佈在他們在可見光圖像中看到的霜的斑塊之外的寒冷斑塊。

起初，他們認為這可能意味著在表面以下有霜。NASA噴氣推進實驗室參與這項研究的實習生Lucas Lange說道：“我們的第一個想法是冰可能被埋在那裡。但這種解釋並不符合他們對所觀察的環境的了解。乾冰在火星的兩極附近非常多，但我們所尋找的是更接近火星赤道的地方，那里通常太熱，不適合形成乾冰霜。”

解開這個謎團

對此，研究人員認為，灰塵一定是跟冰霜混合在一起形成了“骯髒的冰霜”，它們在可見光波段不可能看到但在紅外線下仍可以看到。研究論文作者之一、北亞利桑那大學的Chris Edwards表示，這是火星上一個不同於地球上任何東西的過程。他說道：“每次我們向火星派遣任務時，我們都會發現新的奇特過程。我們沒有跟地球上的斜坡條紋一模一樣的東西。你必須超越你在地球上的經驗來理解火星。”

新的研究發現，當太陽在火星上升起時，由於大氣層非常稀薄，乾冰融化得非常快。冰塊昇華進而產生風，這些風有時則可以強到足以吹動表面的灰塵。在一個陡峭的斜坡上，這可能會引起塵埃雪崩。這種干冰在地表附近的存在有助於產生這些塵埃雪崩，從而形成從軌道上看到的引人注目的黑暗條紋。

而這種骯髒的冰霜也可以解釋火星表面的一些戲劇性特徵。在火星的一些斜坡上，你可以看到被稱為斜坡條紋的黑線，它可以延伸到3300英尺長。研究人員懷疑這些條紋是由塵埃雪崩造成–因為塵埃是沿著斜坡移動的並在移動過程中暴露出下面顏色較深的岩石。因此，塵埃和霜凍的相互作用正在重塑火星的景觀，這是我們在自己的星球上從未見過的方式。