北京時間5月25日消息，“來自火星的蜘蛛”並不僅是上世紀70年代著名歌手大衛·鮑伊的背景樂隊的名字，事實上火星表面也存在着類似蜘蛛結構的神秘構造，目前，科學家最新研究揭曉了該構造的形成原因。
火星表面類似蜘蛛的結構首次發現於20年前，但天文學家前不久才最終確定其形成原因，它們是由春季極地冰層裂縫中逃逸出來的二氧化碳蒸汽產生的。通過模擬實驗重現火星表面狀況，研究人員能夠證實長期以來倍受爭議的火星蜘蛛形成之謎。
這張2018年美國宇航局火星勘測軌道器拍攝的圖像顯示，“蜘蛛”開始從火星南極表面出現
在一項模擬實驗中，他們將乾冰塊（本質上是凍結的二氧化碳）放在礫石層表面，在礫石層觀察到類似“火星蜘蛛”的細長結構。據悉，每年春季，當陽光穿透覆蓋火星兩極的半透明冰層時，會使下方的鬆散岩石變暖，並聚集一定的壓力，該壓力會導致火星兩極的半透明冰層破裂，蒸發的二氧化碳在壓力作用下強有力地逃逸出來，將沙子和礫石顆粒噴射到空中。
之後這些顆粒狀物質會以類似樹枝或者蜘蛛腿的形狀落在火星冰面之上，由於產生的壓力較大，二氧化碳會升華，或者直接從冰凍的固態變成氣態。該項研究報告作者、英國開放大學研究員勞倫·麥基翁稱，火星勘測軌道器和其他人造衛星曾拍攝到“火星蜘蛛”，二氧化碳逸出產生火星蜘蛛的理論，十多年以來一直被廣泛接受並認可。目前，該研究報告發表在近期出版的《科學報告》雜誌上。
火星春季表面出現的溝槽被稱為“蜘蛛”，因為它們看起來頗似蛛形綱動物，最新研究現已證實長期以來被懷疑的理論，這些結構是由陽光照射使火星乾冰變暖並使二氧化碳汽化造成的，碳羽流產生的沙土顆粒噴射到空中再降落時會形成類似樹枝狀結構，這些蜘蛛圖案跨度超過1000米
勞倫說：“在此之前，人們所認知的火星蜘蛛形成過程是由純理論背景解釋的。”為了驗證理論的有效性，她和來自英國的同事們在開放大學火星模擬室中重現了火星大氣壓狀況。
在實驗中，他們在乾冰（二氧化碳固體形式）上鑽孔，然後將它們放置在各種大小顆粒的模擬火星表層之上，將實驗室內壓力降至接近火星大氣層，乾冰將汽化逐漸下降到沙質表層，在壓力作用下，二氧化碳將直接從固態乾冰形式轉變成氣體，相應的氣體通過鑽孔釋放出來。有趣的是，每次做實驗的時候，當混合顆粒的二氧化碳氣體噴涌逃逸之後，就會在表層留下蜘蛛結構。研究人員稱，噴射出來的顆粒直徑越小，降落至表面的沉積物顆粒直徑就越小，相應的蜘蛛、樹枝等圖案的分支就越多。
為了驗證這一假設理論，研究人員進行實驗，將一塊乾冰放在模擬火星大氣條件的實驗室的礫石表面之上，將實驗室內壓力降至接近火星大氣層，乾冰將汽化逐漸下降到沙質表層，在壓力作用下，二氧化碳將直接從固態乾冰形式轉變成氣體，相應的氣體通過鑽孔釋放出來。最終在礫石表面形成類似蜘蛛的細長狀圖案
麥基翁說：“實驗結果直接表明，我們在火星軌道上觀察到的神秘蜘蛛圖案，可能是乾冰從固態直接轉化為氣態過程中的‘副產物’。”據悉，火星表面的蜘蛛圖案非常龐大，有時圖案直徑達到1000米，此類現象在地球上是找不到的。
為什麼地球表面沒有天然形成的巨大蜘蛛圖案呢？這是因為地球表面二氧化碳較少，相比之下，火星大氣層95%成分是二氧化碳，在火星極地冬季表面大部分冰霜都是二氧化碳的固態形式。
研究人員稱，噴射出來的顆粒直徑越小，降落至表面的沉積物顆粒直徑就越小，相應的蜘蛛、樹枝等圖案的分支就越多
麥基翁表示，這項發現非常令人興奮，因為科學家終於開始更多地了解火星表面的季節變化。同時，這項發現也可能對美國宇航局有一定的幫助，後者的目標是本世紀30年代實現載人火星任務。
地貌學家瑪麗·伯克稱，這項創新研究支持一個新興的主題，即當前火星氣候和天氣不僅對火星動態表面過程具有重要影響，而且對未來任何機器人、或者人類對火星的探索都有重大意義。