转载自【中国天文科普网】www.astron.ac.cn 原译者：YuNanhua 原链接：http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-3157-1.htm

多谢NASA的火星侦察兵轨道飞行器（MRO）的新数据，长达40年的火星北极冰冠内深层断层和旋转槽的形成之谜最终被解决了。

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NASA的“火星全球勘测者”拍摄的火星北极冰冠。它跨越直径约1000公里的区域，该区域千疮百孔，有黑暗的旋转形状的槽以及一条宽阔的峡谷（中心右侧），峡谷的深度为两公里。影像提供：NASA/JPL-Caltech/MSSS.

MRO的浅雷达设备（SHARAD）使用雷达波穿透了火星的亚表面。反射波对不同类型的物质，例如岩石、沙、水和冰很敏感。雷达波反射特征的变化可以反映出不同层次物质成分的变化。

“SHARAD为我们提供了关于冰沉积层的精彩图像，无论是极地，还是隐藏在中纬度的，它们在过去的几百万年里发生的变化，尽在其中，”MRO项目科学家Rich Zurek说。

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一部分北极冰冠的截面，显示出其内部的冰层结构。通过研究冰层的厚度、形式和成份，行星科学家能够确定每一个冰层是如何沉积下来的。影像提供：NASA/JPL-Caltech/ASI/UT.

在几公里厚的北极冰冠区域，科学家们利用SHARAD对一个被称为Boreale断层的大型断层和及一系列旋转槽进行了重新建构。

Boreale断层长约500公里，宽约100公里，深2公里，关于它如何形成的争论包括火山之热熔化底部的冰层并触发洪水，以及极地风从冰层中雕塑出峡谷等。旋转槽的形成已经归属于行星的自旋，即较靠近极地的冰比距离极地较远的冰移动得慢，这一差异导致冰层开裂。而在另一个模型中，某个区域不断增加的太阳热量和旁边的热传导也能够产生槽。

现在，多亏SHARAD已经收集到足够的数据，可以确定峡谷和槽的形成都源于物质的沉积并在其后数百万年的时间里被风铸造成形。通过改变风的类型，底下较老的冰层控制着其特征演化的地点和方式。

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上：火星北极冰冠的影像，仰视Boreale断层。黄色的线显示SHARAD在地面的轨迹。下：Boreale断层的截面，显示SHARAD看到的亚表面层。对冰层的详细绘图揭示了冰累积的历史和断层的形成。影像提供：NASA/Caltech/JPL/E. DeJong/J. Craig/M. Stetson

“没人意识到，冰层中竟然会有这样复杂的结构，”得克萨斯大学的Jack Holt说。“冰层记录了冰累积、侵蚀和风传输的历史。从此，我们能够再现比任何期待更详细的气候历史。”

该研究总结道，在过去250万年里，槽向着极地移动，也向上运动，海拔提高600米。数据也显示长期过程，例如是极地物质的缓慢沉积，而不是灾难性的潮水造成了Boreale断层。

“这些不规则的特征在40年里都未能得到很好的解释，因为我们无法看到表面之下是什么，”Roberto Seu说，罗马大学的浅类地团队领导。“可喜的是，利用这台新设备，我们最终能够解释他们。”