暗坡條紋

暗坡條紋提供了更高解析度的影象，暗坡條紋才開始被進行詳細的研究。產生暗坡條紋的物理作用現在仍不清楚，它們最有可能是陡峭斜坡上鬆散、細粒的物質崩塌所引起仍然存在爭議。斜坡條紋特別有趣，因為它們是目前在火星上可以觀察到的少數仍在活躍的地質現象之一。火星暗紋的性質.暗坡條紋屬反照率特徵，在肉眼看來，它們是與淺色背景坡之間的一種亮度差異。通常除了最高解析度，整體外觀效果尤如沿斜坡投射下的部分陰影。這些觀察結果表明，無論條紋形成的過程是什麼，它隻影響最表面的一層，坡紋也僅比周邊地表暗10%左右，但在影象中通常顯示為黑色，這是因為對比度被人為調高了。火星表面遍佈著大小不同的反照率特徵，構成了從望遠鏡可看到的火星古典明暗標記(星古典反照率特徵，這些標記是因火星表面所覆蓋的塵埃比例不同而造成。火星塵埃呈微紅的亮赭色，而基岩和土壤和不規則斑塊。暗坡條紋為相對較小的特徵。顯然，其他光學、機械或化學性質等也與較暗色調的產生有關。暗坡條紋通常與其他色調不同的坡紋同處同一斜坡，最暗的條紋被推定是最年輕的，它們的邊緣比不那麼暗的條紋更清晰，這種關係表明條紋會隨著時間的推移而變淡並變得更加彌散，可能是因為它們被從大氣中飄落的新鮮塵埃所覆蓋，褪色的暗坡度條紋應不會與明亮的斜坡條紋相混淆，沙塵暴在火星上很常見，有時整個行星都被沙塵暴所籠罩，如下圖所示。形態與出現.在中等解析度，其寬度從20米到200米不等，一般有數百到1000米長，長度超過2公里的暗坡條紋並不常見，大部分都會終止在斜坡上，並不會延伸到平坦地形。一道暗紋通常是從斜坡上一處高點。來自火星勘測軌道飛行器上高解析度成像科學裝置的影象顯示，與之前的描述相反，很多斜坡條紋都有起伏地形。在之前的描述中，條紋與相鄰非條紋表面之間看不出地形差異。暗坡條紋在火星赤道區最為常見，尤其是在塔爾西斯、阿拉伯高地和亞馬遜區—接近火星上水的三相點溫度的區域有關，這種關係使得一些研究人員認為液態水參與了暗坡條紋的形成。暗坡條紋似乎與海拔高度或特定基岩地質區域無關，它們出現在各種質地的斜坡上，包括表面平坦、無特徵、可能很年輕以及古老、嚴重坑窪的斜坡。但是，它們總是與表面高度粗糙、高反照率和低熱慣量的區域相關，這些特性表明陡坡上覆蓋著大量塵埃。有人認為條紋可能形成於日出後開始的乾冰昇華。低緯度地區，CO2在夜間的霜凍很普遍。形成機制.研究人員提出了多種暗坡條紋產生的形成機制，最普遍的觀點是，這些條紋是乾燥顆粒流產生的塵埃雪崩的結果。在陡峭斜坡上，塵暴類似於地球上的松雪雪崩。在寒冷、幾乎無風條件下產生的乾燥粉狀雪，單個雪晶之間幾乎沒有粘合力，當這種積雪堆積時就會發生松雪雪崩，這一過程會在雪面上產生出一條極淺的凹槽，從遠處看，它的色調比斜坡的其他部分略暗。其他模型涉及到水，或是以泉水釋流、溼泥石流或富氯滷水季節性滲漏等形式。利用火星奧德賽號中子光譜儀的資料，研究人員發現斯基亞帕雷利盆地中的斜坡條紋出現在預計產量在7.0%到9.0%水當量氫似乎都不太可能。另一種模型提出，暗斜坡條紋是被二氧化碳氣體溼潤的乾燥塵埃所形成的貼地密度流產生的。在這種設想下，少量初始沉降在地表的CO2氣體吸附在地表下顆粒上，產生了一種以微弱的密度流沿下坡方向移動的塵流。這種機制可能有助於解釋異常長的斜坡條紋。部分觀察結果表明，暗坡條紋可能由撞擊引發。2007年和2010年背景相機獲得的照片顯示，奧林帕斯山光環上出現了一道新的條紋。一幅來自高解析度成像科學裝置的後續影象顯示，條紋頂部有一座新的隕石坑。研究人員得出結論：撞擊引發了新的斜坡條紋。後來在阿拉伯區發現了另一條與撞擊有關的條紋。2012年1月發表在《伊卡洛斯》雜誌上的研究發現，暗色條紋是由以超音速飛行的隕石氣流引發的。由亞利桑那大學本科生“凱蘭·伯利”或小彎刀。這種模式表明，來自隕石群氣流相互作用使塵埃產生的鬆動，足以引發形成眾多暗紋的塵埃雪崩。起初，人們認為是撞擊引起的地面震動導致了塵埃雪崩，但若果真如此，暗色條紋將對稱地排列在撞擊點周圍，而非聚整合彎曲的形狀。這群隕石坑位於奧林匹斯山以南510英里的赤道附近，坐落在一種被稱為“梅杜莎槽溝層”的地形上。該地層覆蓋著塵埃，包含被稱為雅丹地貌的風蝕脊，這些雅丹山脊的陡坡上覆蓋著厚厚的塵埃，因此，當撞擊產生的氣流聲爆抵達時，塵埃將開始沿著山坡向下崩落。利用火星全球探勘者號和美國宇航局火星勘測軌道飛行器上的高解析度成像科學裝置相機拍攝的照片，科學家們發現火星上每年約有20次新的撞擊。由於探測器在14年的時間裡幾乎一直都在對火星進行連續成像，因此可將疑似有新出現隕石坑的較新影象與較早的影象進行比較，以測定隕坑形成的時間。由於這群隕坑是在2006年2月的高解析度成像科學裝置影象中發現的，但在2004年5月火星全球探勘者號拍攝的影象中並不存在，因此，撞擊應發生在那段時間之內。該群隕坑中最大的隕石坑直徑約22米，接近一座籃球場的大小。當隕石穿過火星大氣層時，它很可能會碎裂，因此形成了一組密集的撞擊坑。暗坡條紋的出現已有一段時間了，人們提出了許多想法來解釋它們，這項研究可能會最終解開這個謎團。形成速率.斜坡條紋是現今火星表面還在形成中的少數地貌學特徵之一，透過比較20世紀70年代海盜號軌道飛行器與20世紀90年代末火星全球探勘者號火星軌道器相機所拍攝的同一位置影象，首次發現了新的條紋。新條紋的出現表明，火星上仍在活躍地形成斜坡條紋，至少在每年到每十年的時間尺度上。後來，使用重疊相隔數天到數年的火星軌道相機影象進行統計處理表明，火星上可能以每70天左右的速率形成斜坡條紋。如果準確的話，這一速率表明，斜坡條紋是在火星表面觀察到的最具活力的地質特徵。暗坡條紋的褪色和消失速度比新出現的慢得多。海盜號影象中發現的大多數條紋在幾十年後仍然可見，儘管少數已經消失。研究人員推斷，條紋出現的速度比消失的速度快10倍，而且火星上的斜坡條紋數量在過去三十年中有所增加。這種不平衡現象不太可能在地質上持續很長時間。解決這種不平衡的一種可能狀況是，條紋雖能持續數個世紀，但在極為罕烈的沙塵暴之後，條紋會被“整體”擦除乾淨。風暴平息後，一層厚厚的新塵埃沉積下來，接下來又會開始新一輪的條紋形成。最近發表在《伊卡洛斯》上的一項研究發現，暗坡條紋至少能維持約40年。研究人員透過對比海盜號和火星勘測軌道飛行器背景相機拍攝的呂科斯溝脊地一處區域的影象，發現海盜號首次觀察到的條紋已全部消失，其表面已被新的條紋所替代。類似物和相關特徵.暗坡條紋與火星上其他一些小型、與斜坡相關的特徵有關，或表面上相類似。這些特徵包括淺色條紋、雪崩疤痕和重現性斜坡線。水跡是發生在地球兩極地區的特徵，它們也類似於暗坡條紋和複發性斜坡線，但尚未在火星上被看到過。火星上許多斜坡特徵可能源於一系列位於相反端的乾燥崩塌和少量河流活動作用。沖溝是火星南半球中緯度區斜坡上另一種常見特徵，它們在各類受到了廣泛關注，但在此不作討論。淺色條紋.淺色斜坡條紋是指比周圍地表色調更淡，它們比暗坡條紋要少見得多，但這兩種型別的條紋具有相似的形態，並且都出現在火星相同的區域。有證據表明，淺色斜坡條紋比暗坡條紋更古老，從未觀察到過新的淺色斜坡條紋，在一些影象中可以看到暗坡條紋覆蓋在淺色條紋上，表明前者比後者更年輕。淺色條紋很可能是由已過渡到部分褪色階段的舊暗坡條紋所形成。這一假設得到了地理證據的支援，這些證據表明，在新的暗坡條紋形成率較低的地區，淺色斜坡條紋更為常見。換言之，淺色條紋相對較多的區域往往不太活躍，並且包含較多古老的暗條紋。雪崩疤痕.具有豐富斜坡條紋的區域也包含明顯屬不同類別的雪崩疤痕，這種疤痕在形態和大小上類似於斜坡條紋(見圖片集中的G圖），通常有數米深和數百米長。它們起始於斜坡上的一個高點，邊緣呈三角形般樣式向下傾瀉。在記錄的示例中，約有一半可在坡下看到攤積的碎屑堆，這些特徵最初被稱為“米級厚的雪崩疤痕”，這些特徵被認為與斜坡條紋不同。然而，來自火星勘測軌道飛行器高解析度成像科學裝置拍攝的更高解析度影象表明，米級厚的雪崩疤痕與斜坡條紋是相關的，是由塵埃雪崩形成的活躍塊體運動特徵連續體的一部分。重現性坡線.2011年夏，《科學》雜誌上發表了一篇論文，描述了一類新的斜坡特徵，其特徵表明它們是由季節性液態水釋放形成的(見圖片集中的H圖和I圖），被稱為重現性坡線的岩床坡上。在火星年的某些時段，這些位置可能有利於液體鹽水從滲出物中流出。與重現性坡線不同的是，暗坡條紋似乎在整個火星年中偶爾出現，它們的觸發似乎與季節或大型區域性事件無關。水跡.水跡是地球北極和南極地區永久凍土占主導地位的地形中常見但很少研究的斜坡特徵。由於水被引入在地表下永久凍土頂部，因此，該區域的土壤溼度得以提高。雖然火星上還沒有明確的水跡，但一些研究人員已經注意到它們在形態和光譜上與火星的斜坡條紋相似。與暗坡條紋一樣，水跡也是在下坡方向上延伸的狹窄、帶分支的特徵。相較於周圍地表，它們通常顯得略微暗淡，很少或根本察覺不出起伏變化。即使在達到峰流情況下，它們通常看起來像寬度不到60米，長約數百米的潮溼、變暗的小塊土壤。在冬季，暗色的表面會變色消失在凍結的水跡中，使他們幾乎無法被察覺.。圖片集.下面的圖集顯示了暗坡條紋及相關特徵，要檢視標題和文字中描述的特徵，請點選放大影象。