火星北极冰层比科学家预想更洁净
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由火星快车号高分辨率立体相机拍摄，这张位于火星北极附近的科罗廖夫撞击坑图像由五条不同的条带拼接而成，每条条带分别在不同轨道上获取。
来源：欧洲航天局德国航空航天中心柏林自由大学
在火星北极那布满尘土的表面之下，科学家们发现了一些异常洁净的冰层，这些冰层或许保存着这颗行星波澜壮阔的气候变迁记录。
地球在太空中能保持相对稳定的姿态，得益于一颗质量巨大的月球所提供的引力锚定作用。
而火星则缺乏这种稳定性。
由于仅受到两颗微小卫星的引力牵制，这颗红色星球会剧烈摆动，据华盛顿大学研究科学家阿迪亚库勒尔所言。
在漫长的地质年代中，火星自转轴反复倾斜，导致其经历极端的冰期，这些冰期已在火星约三分之一的地表形成了覆盖浅层的冰冻水层。
那些冻结的沉积物犹如古代火星气候的原始档案，它们像树轮记录数十年降水一样，捕获了降落的尘埃和大气气体。
在地球上，气候学家会通过实地钻探深入冰川，提取长长的冰芯样本，从而直接解读这段历史。
然而，在火星两极着陆探测设备以研究这些冰层，却一直以难度著称。
今年标志着NASA首次成功登陆火星任务的周年纪念，这一里程碑凸显了科学家们长期以来致力于从火星表面了解这颗红色星球的努力。
然而，到达其冰冻的极地地区一直特别困难。
NASA在1999年于南极附近失去了火星极地着陆器，而凤凰号任务在2008年取得了成功，成为首个直接采集北极附近冰层样本的任务。
修正版： 登陆火星并进行探索一直是太空研究的重要目标，这体现了科学家们长期致力于了解这颗红色星球的努力。
然而，到达其冰冻的极地地区一直特别困难。
过去曾有探测器在尝试登陆极地地区时失败，而有些任务则成功实现了对极地冰层的直接采样和分析。
尘埃改变火星冰层的特性
火星北极周围的大部分水冰隐藏在尘土覆盖的表面之下，而不是裸露在外。
这些尘土不仅遮蔽了冰层，还通过使其变暗，改变了地表反射回太空的阳光量，从而影响冰层升温及蒸发的速度。
我们知道火星北极周边区域存在水冰，但关于这些水冰的含尘程度，科学界一直存在广泛分歧。
华盛顿大学应用物理实验室高级研究科学家库勒尔表示，如果水冰含尘量更高，其颜色就会更暗。
就像在阳光下穿深色T恤会让人感觉更热一样，含尘的冰在火星上也会升温更快，从而加速升华。
该图对比了同一地点的尘埃含量。
在第28个火星日（Sol），研究测得尘埃含量为0.04%。
经过58个火星日后，尘埃含量增至0.45%。
资料来源：《npj太空探索》莫汉等
一种月球方法得出了相互矛盾的结果
科学家们一直难以准确测定尘埃含量，部分原因在于标准计算方法本身可能存在问题。
几年前，库勒注意到，用于分析火星冰层物理特性的主流方法存在偏差。
该方法最初是为研究月球土壤而开发的，当他在地球条件下检验其准确性时，所得结果显得不够一致。
帕里莫汉最近从华盛顿大学获得地球科学学位，曾与库勒合作，采用不同方法重新计算冰体特性。
他们的方法借鉴了史蒂夫沃伦开发的技术，沃伦是华盛顿大学地球与空间科学荣誉教授，专攻冰雪研究。
火星北极冰层更为纯净
通过结合凤凰号任务的观测数据与轨道卫星的测量结果，研究人员得出的结论是，混入北极冰层上层的尘埃量远低于此前的估算。
早期计算认为该上层可能含有高达25%质量的尘埃，而这项新研究于9月8日发表在《npj空间探索》期刊上，将这一数值调整至约3%。
火星季节变化带来的亮度差异揭示了尘埃的分布特征。
与形成单一均匀污浊块体不同，北极呈现出类似冰淇淋三明治的分层结构，较富含尘埃的层位于更纯净冰层之间。
每年冬季，表面都会形成一层相对较厚的霜；到了夏季，这层季节性霜层便会消失，露出下方更古老、更洁净的冰层。
通过观察亮度随时间的变化，我们得出结论：冬季时会形成一层含尘的霜。
到了火星的夏季，这层霜消失，露出更纯净的古老冰层。
岩层蕴含着气候与宜居性的线索
那些较老的层次可能保留了数千年前的条件证据，当时研究人员认为冰是通过降雪积累的。
因此，每一层埋藏的层次都可能揭示火星气候如何随着星球经历剧烈的冰河时代周期而变化的线索。
尘土和冰的混合物也可能影响在地表以下是否能形成小块的液态水。
在之前的研究中，Khuller和同事提出，较暗的尘土层可以吸收阳光并储存足够的热量以融化周围的冰。
这些小块中的尘土还可以提供养分，可能创造细菌或其他原始生命形式可以居住的环境。
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火星和地球都具有类似的水冰与尘埃分层结构，这一点颇为有趣，库勒尔说道，为何一颗行星孕育了生命，而另一颗却没有？
Khuller希望将这种改进的分析方法应用于火星的其他区域，利用埋藏在地下的冰层，构建更清晰的气候演变历史记录。
相关知识（天文术语）
火星是太阳系中距离太阳第四近的行星，属于类地行星，表面呈红色，主要因富含氧化铁的土壤反射阳光所致。
其大气稀薄，主要成分为二氧化碳，昼夜温差大，存在极地冰冠、火山与干涸河床等地质特征。
火星拥有两颗小型天然卫星——火卫一和火卫二。
人类已发射多个探测器对其进行探测，旨在研究其气候演化、地质历史及潜在宜居性。
BY: Gillian Dohrn, University of Washington
FY: AI
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日本发射火星卫星探测器 预计2031年返回地球
10月20日凌晨，日本航天探测器发射升空，将前往火星的卫星“火卫一”进行详细观测，并采样返回地球。如果任务成功，这将是人类首次从火星及其卫星采集样本并带回地球进行实验室分析。
该项目名为“火星卫星探测”（MMX）的任务，由日本宇宙航空研究开发机构主导，探测器预计将于2027年8月抵达火卫一。
科学家希望借助该项任务，解开火星两颗卫星的形成之谜。
英国自然历史博物馆教授萨拉·拉奎尔是MMX任务样本分析团队的副负责人。
她表示，此前还没有任何航天项目成功从火卫一采集样本并将其带回地球。
“我认为，这是一项极具野心且充满乐趣的任务。
” 太阳系内侧只有三颗天然卫星：地球的卫星月球，以及火星的两颗卫星：火卫一和火卫二。
火星卫星的体积都很小，火卫一的直径约为20公里，火卫二的直径约为10公里。
外形也不规则，看起来有些像太空土豆。
MMX探测器将先对火卫二进行观测，随后把重点转向火卫一。
任务团队计划先投放一辆小型探测车来勘察地形，但这并非易事。
拉奎尔解释说，此前人类从未在体积如此小的卫星上成功部署探测车。
“火卫一自身的引力非常微弱，它紧邻引力强大的火星，火星的引力会增加探测车着陆的难度。
”她解释说。
完成地形勘察后，MMX探测器将确定在火卫一上着陆的地点，再利用机械臂和两套采样装置进行取样。
这些样本将被装入一个小型太空舱，该太空舱预计于2031年返回地球，降落在澳大利亚南部的伍默拉沙漠。
此次任务计划带回的样本总量仅10克。
“样本量实际上很小。
”英国莱斯特大学研究人员克里萨·阿夫德利杜称，“但即使是只有一颗微粒，也足以开展多项研究。
科学家不需要带回数公斤的材料才能进行科学分析，因此取得的每一克样本都物有所值。
” 科学家希望，这些样本能够最终解开火星两颗卫星的起源之谜。
学界目前主要存在两种假说。
一种观点认为，在火星形成初期，一颗小行星或其他天体撞击了火星，撞击产生的碎片最终形成了火卫一和火卫二。
另一种观点则认为，这两颗卫星原本来自太阳系外围的游荡小行星，后来被火星的引力捕获。
“当我们拿到样本后，我们将详细分析其化学成分和矿物组成，再将假设对应的样本特征存在明显差异。
”拉奎尔并表示，“应该很快就能判断……哪一种假说更符合实际情况。
我们很快就会得出结论。
” 研究团队还期待，这次任务能够带来一个额外的惊喜：样本中可能包含来自火星本身的物质。
“令人感到十分兴奋的是，火卫一距离火星表面非常近，当其他天体撞击火星时，撞击产生的部分微小颗粒可能会飞溅出来，并随着落在火卫一上。
”拉奎尔指出，“这意味着探测器采集的样本中可能不仅有火卫一自身的物质，还包含来自火星的颗粒。
这将为研究火星的物质组成和演化历史提供直接证据。
” 将火星物质带回地球，一直是行星科学领域的重要目标。
美国国家航空航天局（NASA）的“毅力号”火星车自2021年以来一直在火星表面开展探测，并将采集到的样本封存在专用容器中。
然而，由于美国会停止拨款，原计划由美国国家航空航天局和欧洲航天局联合实施的火星样本取回任务最终被取消。
与此同时，中国也正计划开展火星采样返回任务，航天器预计于2028年发射，力争在2031年将火星样本带回地球。
事实上，地球上已经存在一些来自火星的物质，它们以火星陨石的形式留存下来。
这些陨石原本属于火星，在小行星等天体撞击火星时被抛射到太空，随后飞向地球。
不过，火星陨石十分稀少，而且一旦抵达地球，就会受到地球环境的污染，与空气、尘埃、土壤和水发生接触。
因此科学家非常希望能获取到直接从火星及其卫星表面采集的样本，因为这些样本可以最大限度地保留其原始状态。
（本文来自张朝阳的英语课，更多国际新闻，欢迎关注搜狐视频关注流张朝阳的英语课）
日本发射火星卫星探测器，未来将尝试着陆并采样返回地球
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探测器将用约一年时间飞抵火星附近，进入环绕火星的“准卫星轨道”。
在环绕火星运行期间，探测器将对“火卫一”进行详细观测，调查“火卫一”上几十个地点的地形、化学组成等，并确定在“火卫一”上着陆的地点。
此后，探测器将尝试在“火卫一”着陆并采集10克以上的卫星表面砂子和岩石样本。
按计划，探测器将于2030年开始返程，并于2031年带着样本回到地球。
（剪辑 匡萍） 责编：曾梓民 一审：匡萍 二审：贺齐 三审：丁兴威 来源：三湘都市报
