英爱学者证实干冰相变主导火星地貌演变

2017年10月底，来自英国和爱尔兰的科研团队在《科学报告》（Scientific Reports）期刊上发表了一项突破性研究。他们通过深入分析指出，火星表面那些看似由水流冲刷形成的季节性沟壑，其真正成因并非液态水，而是二氧化碳（干冰）在极寒条件下的凝华与升华过程。这一发现挑战了长期以来关于火星地表形态主要由水活动塑造的传统认知。

干冰相变驱动地貌重塑

研究团队由爱尔兰都柏林三一学院和英国杜伦大学的学者组成。他们在火星表面观测到多种奇特的季节性图案，其中Zui引人注目的是在沙丘上出现后又消失的沟壑结构。此前，科学界普遍认为这些特征是液态水流动的证据，但新的证据表明，火星当前的气候环境并不支持大规模液态水的稳定存在。

研究人员指出，火星大气中超过95%的成分是二氧化碳。在漫长的火星冬季，气温骤降至足以使大气中的二氧化碳气体直接凝结成固态干冰覆盖地表。当春季来临，温度回升，这些固态干冰发生升华（由固体直接变为气体），这一过程产生的气体压力驱动表层沙粒流动，从而雕刻出我们看到的沟壑地貌。这种“固-气”相变过程被称为地质地貌学中的重要机制。

参与研究的劳伦·麦基翁博士表示：“虽然关于火星存在水的报道令人兴奋，但当前气候条件往往不支持液态水流动。因此，理解其他挥发性物质（如二氧化碳）如何改变火星面貌至关重要。”他强调，尽管我们对火星大气与地表的相互作用了解尚浅，但这一季节性互动对塑造今日火星地貌具有决定性意义。

为载人登陆提供地质参考

这项基础研究对于未来的深空探测具有深远影响。美国国家航空航天局（NASA）计划在未来十年内实现人类登陆火星的目标。准确理解地表物质的物理特性及其运动机制，是确保着陆器安全及未来宇航员探索活动顺利进行的基石。

与此同时，备受瞩目的“火星一号”（Mars One）项目也在推进中。该项目旨在选拔志愿者进行单程火星移民，并计划通过电视直播形式呈现这一过程。截至目前，已有来自140个国家的约20万名志愿者报名参与。尽管该项目更多侧重于社会实验与媒体传播，但其对火星环境认知的依赖，同样离不开此类基础地质研究的支撑。

对于中国航天从业者而言，这一研究提醒我们在火星探测中需更加关注非水成地貌的形成机制。随着“天问”系列任务的深入，我国探测器在获取高分辨率影像时，应结合大气成分与相变模型，更精准地解读地表特征。这不仅有助于提升对火星环境演化的理解，也为未来建立月球及火星基地选址、资源利用评估提供了更为严谨的科学依据。