親子觀星會

引用自臺北天文館之網路天文館網站
http://tamweb.tam.gov.tw/bew/TW/content.asp?mtype=c2&idx=504 (http://tamweb.tam.gov.tw/bew/TW/content.asp?mtype=c2&idx=504)


美國航太總署（NASA）火星勘測軌道衛星（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）發現：火星大氣總量會隨火星自轉軸傾角改變而有劇烈變化。科學家認為：當火星自轉軸傾角增加時，這些乾冰絕大部分會進入大氣中，使大氣總質量增加。如果火星表面真的曾經有過液態水，那麼這個過程會影響液態水的穩定性，並進而增加火星沙塵暴發的的頻率和規模。

　　研究學者利用MRO上的透地雷達（ground-penetrating radar）確認出火星南極有一塊龐大的固態二氧化碳（乾冰）沈積層被埋在地下；整個乾冰沈積層的體積約為12,000立方公里，相當於北美蘇必略湖的規模。美國西南研究所（ Southwest Research Institute）Roger Phillips表示：雖然早就已知火星南北極永久極冠（或稱冰帽）有乾冰疊在水冰之上，但埋在地下的這個沈積層的乾冰含量卻比之前估計的還多30倍以上。

　　透地雷達資料比較符合乾冰的電波穿透特性，與水冰的特性比較不同；再加上沈積層中還可見到乾冰昇華的典型特徵—因乾冰昇華而造成的凹陷，因此確定這個沈積層主要是由乾冰所組成；此外，觀測資料也顯示這個沈積層正處在逐漸消散的階段，讓火星大氣中的氣體含量逐年增加。

　　現今的火星大氣大約有95%是二氧化碳，雖然地球大氣比火星濃厚得多，但地球大氣中僅有約0.04%為二氧化碳。如果將沈積層中的乾冰算進去的話，則火星上的二氧化碳大約有一半處在冰凍狀態，另一半則存在大氣中；然而在其他時候，可能是幾乎都處在冰凍狀態，也可能幾乎全部都跑到大氣中。如果是大氣中的二氧化碳含量增加，則會使火星表面風勢增強，更常捲起塵粒，每次捲起的塵粒量也更多，導致沙塵暴的威力也增加。另一個結果是會使火星表面液態水不致於沸騰蒸發的面積增加。從火星自轉軸傾角改變的理論模型來看，火星大氣的總質量在100,000年之內會發生好幾次起伏變化。

　　二氧化碳含量增加而造成的大氣密度變化，也會因為火星傾角改變而加強某些效應。例如：Phillips等人將乾冰沈積層的質量加入火星氣候模型中，計算當火星傾角和軌道特性都處在極端，使得南極夏季被陽光照射最強的時候會發生什麼事，結果發現在這種時候，火星全球、全年的平均大氣壓力比現今還大了75%左右。自轉軸傾角比較大、二氧化碳比較濃的火星大氣，將使得溫室效應增強，從而使火星地表溫度升高，但南北極比較厚的永久極冠卻會使火星地表溫度降低，而且效用比溫室效應還強。關於這一點，火星和地球不一樣，地球擁有濃厚而潮濕的大氣，使得溫室效應比僅有稀薄而乾燥大氣的火星強很多，即使把火星大氣中的二氧化碳加倍了也沒用。

資料來源：http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-123, 2011.04.21, KLC

(http://tamweb.tam.gov.tw/bew/tw/item_img/4/537489main_pia13986-43_946-710.jpg)