火星北極區的夏至景觀

來自歐洲太空總署（ESA）火星特快車號（Mars Express）的影像，顯示了夏至時節的火星北極狀況：所有的二氧化碳乾冰消失，只留下由水冰構成的明亮極冠（polar cap）。

這張照片是火星特快車號太空船上的高解析立體相機（High-Resolution Stereo Camera）在2010年5月17日拍攝的，目標是火星北極的某個區域，如下圖所示，當天恰好是火星的夏至，北半球晝最長之日，夏至後的火星北半球便進入夏季。

火星極冠上的冰盾在冬天至春天期間，被厚厚的水冰和二氧化碳乾冰覆蓋，但到了夏天，這些乾冰都因氣溫升高而昇華到火星大氣中，僅餘水還維持在冰的狀 態；在影像中，亮白色的區域就是被水冰覆蓋之所在。偶然狀況下，也會有大量水蒸氣突然釋放到大氣中。極冠周圍被一個巨大的丘嶺包圍（下圖標示為3的方框 內），有些地方甚至向南延伸600公里遠。

火星兩極的冰層隨季節改變的現象相當明顯。在冬季時，部分大氣凝結成霜或雪變成極冠的一部分，可延伸到北緯45度左右，厚可達1米。另一個現象發生在 彎曲、縐折的陡坡，例如在這張影像左側的Rupes Tenuis斜坡（Rupes Tenuis slope），在春季時，凍結的乾冰被水凝固而成的霜覆蓋，但在某些特殊時刻，風會將厚僅幾毫米的霜吹走，讓下方的乾冰顯露出來。這些過程可能導致極冠水 冰累積量產生變化，因此是火星上有動態水循環的證據。

　 　這張影像中其他值得注意的特徵還包含北極峽谷（Chasma Boreale canyon，左圖標示為1的方框內），這是片有著彩色沈積層的巨大丘嶺。北極峽谷約2公里深、580公里長、100公里寬。峽谷岩壁可清楚看到各種沈積 層堆疊出的岩層；峽谷底部岩床上則可見隕石坑，有些坑洞被砂石嚴重覆蓋，有些則部分露出。

　　深淺不同色調的沈積層交錯的相當規律，顯示不同季節的不同沈積狀況（左圖標示為2的方框內）。深色沈積物一般是春季沙塵暴時被風帶來的沈積物。

科學家近期打算利用火星特快車號上的雷達探測器繪製北極極冠的3D立體影像，雖然雷達探測器早在2005年中時便已展開，但這些科學家一直在等待最佳 時機來觀察北極極冠區。雷達探測工作的最佳時間在晚上，因為此時來自火星大氣的電子干擾最小；在2011年8月到9月期間，極冠的形狀、深度和組成成分等 都最明顯易測，就是這批科學家眼中的「最佳時機」。所以，應該不久後就有來自火星特快車號的最新研究結果出爐了。

資料來源：Mars’ northern polar regions in transition [5 August 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站