NASA が火星の冬のワンダーランドを探索 – 立方体の形をした雪が舞う別世界の休暇シーン

立方体の形をした雪、氷のような風景、霜はすべて、火星で最も寒い季節の一部です。

冬が来たら[{” attribute=””>Mars, the surface is transformed into a truly otherworldly holiday scene. Snow, ice, and frost accompany the season’s sub-zero temperatures. Some of the coldest of these occur at the planet’s poles, where it gets as low as minus 190 degrees Fahrenheit (minus 123 degrees Celsius).

The HiRISE camera aboard NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter captured these images of sand dunes covered by frost just after winter solstice. The frost here is a mixture of carbon dioxide (dry) ice and water ice and will disappear in a few months when spring arrives. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Cold as it is, don’t expect snow drifts worthy of the Rocky Mountains. No region of Mars gets more than a few feet of snow, most of which falls over extremely flat areas. And the Red Planet’s elliptical orbit means it takes many more months for winter to come around: a single Mars year is around two Earth years.

火星にも雪が降り、氷と霜が降ります。[{” attribute=””>NASA’s spacecraft on and orbiting the Red Planet reveal the similarities to and differences from how we experience winter on Earth. Mars scientist Sylvain Piqueux of JPL explains in this video. Credit: NASA/JPL-Caltech

Still, the planet offers unique winter phenomena that scientists have been able to study, thanks to NASA’s robotic Mars explorers. Here are a few of the things they’ve discovered:

Two Kinds of Snow

Martian snow comes in two varieties: water ice and carbon dioxide, or dry ice. Because Martian air is so thin and the temperatures so cold, water-ice snow sublimates, or becomes a gas, before it even touches the ground. Dry-ice snow actually does reach the ground.

“Enough falls that you could snowshoe across it,” said Sylvain Piqueux, a Mars scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California whose research includes a variety of winter phenomena. “If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface.”

HiRISE captured these “megadunes,” also called barchans. Carbon dioxide frost and ice have formed over the dunes during the winter; as this starts to sublimate during spring, the darker-colored dune sand is revealed. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

How We Know It Snows

Snow occurs only at the coldest extremes of Mars: at the poles, under cloud cover, and at night. Cameras on orbiting spacecraft can’t see through those clouds, and surface missions can’t survive in the extreme cold. As a result, no images of falling snow have ever been captured. But scientists know it happens, thanks to a few special science instruments.

NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter can peer through cloud cover using its Mars Climate Sounder instrument, which detects light in wavelengths imperceptible to the human eye. That ability has allowed scientists to detect carbon dioxide snow falling to the ground. And in 2008, NASA sent the Phoenix lander within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole, where it used a laser instrument to detect water-ice snow falling to the surface.

NASA の科学者は、嵐の中の雪の粒子の分布のサイズと形状を層ごとに測定できます。 全球降水量測定ミッションは、3 時間ごとに世界中の雨と雪の次世代観測を提供する国際衛星プロジェクトです。 クレジット: NASA のゴダード宇宙飛行センター/Ryan Fitzgibbons

アイスキューブ

水分子が凍ったときに結合する仕組みにより、地球上の雪片には 6 つの側面があります。 同じ原則がすべての結晶に適用されます。原子が組織化される方法が結晶の形状を決定します。 二酸化炭素の場合、ドライアイス中の分子は凍ると必ず4つの形につながっています。

「二酸化炭素の氷は 4 つの対称性を持っているため、乾燥した雪片は立方体の形になることがわかっています」と Bicchio 氏は述べています。 「火星の気候がより安全になったおかげで、これらの雪片は人間の髪の毛の幅よりも小さくなると言えます。」

HiRISE カメラは、真冬のクレーター リムのこの画像をキャプチャしました。 日光の少ない南向きの火口の斜面が、斑状の明るい霜を形成しています。この強調された色の画像では、青色で示されています。 画像クレジット: NASA/JPL-Caltech/アリゾナ大学

ジャック フロストがローバーをかじる

水と二酸化炭素の両方が火星で霜を形成する可能性があり、両方のタイプの霜は雪よりも地球全体に広く現れます。 NASA のオデッセイ オービターが見たのに対し、バイキングの着陸船は 1970 年代に火星を研究したときに水の霜を見ました。 霜の形成が観察され、昇華します 朝の太陽。

HiRISE はこの春のシーンを捉えました。土の中で凍った水の氷が地球を多角形に分割したときです。 透明な二酸化炭素の氷は、太陽光を通し、通気口から浸透するガスを加熱し、表面に暗い物質のファンを放ちます (この強化されたカラー画像では青色で示されています)。 画像クレジット: NASA/JPL-Caltech/アリゾナ大学

奇妙な冬の終わり

おそらく最も驚くべき発見は、作成されたすべての氷が「溶けて」大気中に昇華し始める冬の終わりに起こります。 そうするにつれて、この氷は奇妙で美しい形になり、科学者に思い出させました クモそしてその ダルメシアンスポットそしてその 卵焼き、 そしてその スイスチーズ.

この「融解」は、間欠泉の噴出も引き起こします。透明な氷は、太陽光がその下のガスを加熱することを可能にし、そのガスは最終的に爆発し、 ダストファン 屋根の上。 科学者たちは、ファンについてもっと知る方法として、すでにファンの研究を始めています。 火星の風はどの方向に吹いていますか?.