火星間歇泉季，地球無法見到的自然之美

儘管火星是寒冷且死寂的行星，但仍然擁有獨特的自然之美。以下圖片展示地球無法見到的景象。

火星大氣層稀薄且脆弱，95% 是二氧化碳（CO₂）。火星冬季來臨時，CO₂凝結並在極地地表形成厚厚冰層，覆蓋地面數月之久。春天到來後，氣溫逐漸回升。陽光穿透這層半透明CO₂冰，使下方地面升溫。溫暖地表會使底層CO₂冰昇華為氣體，氣體聚集在固態CO₂之下，之後衝破冰層脆弱點釋放，有時甚至噴發成間歇泉，將較深層黑色物質噴到冰上。

NASA火星偵察軌道衛星（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）的高解析度成像科學設備 （HiRISE）2018年10月拍到火星間歇泉，還曾拍到其他火星CO₂間歇泉照片。

▲ 這張HiRISE影像顯示火星北極地區沙丘不同深色形狀和亮點。亮點是凍結的二氧化碳昇華為氣體噴發處，將較深色物質散佈表面。（Source：NASA）

某些火星CO₂間歇泉噴發後，會形成直徑達1公里的黑色斑塊。這些噴發蘊含極大能量，可達時速160公里。有時噴發會在冰層下方形成黑色區域，呈類似蜘蛛的形狀。科學家將這些地貌稱為「蜘蛛地形」（araneiform terrain）。這些地形通常以群集的形式出現，使火星表面看起來像起了皺紋。

▲ 攝於2018年5月13日，當時火星南極為冬季，被二氧化碳冰層覆蓋，春天太陽回歸後，「火星蜘蛛」紛紛從冰蓋冒出來。（Source：NASA）

▲ 火星間歇泉機制。春天到來時，冷凍二氧化碳因太陽輻射變暖昇華為氣體，使冰層下壓力不斷增強，最後穿過季節性冰層薄弱處噴發，同時攜帶塵埃在表面形成黑斑。（Source：Aye, K.-M. et al. (2018)）

目前，解釋火星CO₂循環如何形成這些地貌的機制稱為「基弗模型」（Keiffer Model）。季節性冰蓋會形成一層不可滲透的半透明CO₂冰層並在底部昇華，導致高壓氣體在冰層下方聚集。這些氣體會使冰層懸浮，最終破裂，噴出高速CO₂氣流，將沙粒大小的顆粒帶入噴流，形成斑點並侵蝕出溝槽。

（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：Pixabay）