火星「蜘蛛」是一種黑色的小蜘蛛形狀特徵，直徑可達 1 公里（0.6 英里）。主要理論是，當春天的陽光照射在黑暗的冬季沉積的二氧化碳層上時，它們就形成了。透過新的實驗，美國太空總署的一組科學家首次在模擬的火星溫度和氣壓中重現了這些形成過程。

提議由火星上季節性二氧化碳昇華動力學形成的「基弗動物園」特徵的例子：(a) 南極層狀沉積物中的「瘦」蜘蛛； (b) 火星「印加城」覆蓋著一群「胖」蜘蛛的半透明二氧化碳板冰層頂部的黑點； (c)“煎蛋”，顯示出被明亮光環包圍的深色塵埃環； (d) 南極高緯度地區有圖案的地面，帶有指示風向的深色扇形和一些明亮的白色扇形； (e) 圍繞瑞士起司凹陷的明亮光環； (f)“蕾絲地形”，一種圖案化的地面，建議是多邊形圖案化的地面，後來被基弗模型中的地表流動的二氧化碳氣體沖刷和侵蝕。圖片來源：HiRISE / NASA 噴射推進實驗室 / 亞利桑那大學。

如今的火星是一顆充滿活力的行星，儘管其大氣層稀薄且氣候寒冷，但其表面變化卻十分豐富。

在冬季，火星主要二氧化碳大氣的很大一部分會以霜的形式積聚在火星表面。

在春天，它昇華，展現出一些與地球上所見不同的形體。

其中包括深色達爾馬提亞斑點和定向扇形、「煎蛋」、有時伴隨黑色指狀流和春季明亮「光環」的溝壑、樹突「蜘蛛」、活躍沙丘上的沙溝以及不斷生長的樹突槽。

這些特徵已在南極周圍的鬆散物質和南極中緯度地區的沙丘間物質上檢測到。不過，在北部也發現了一些小現象。

其中許多特徵構成了所謂的“基弗動物園”，這是 2003 年首次描述的表面表達的集合，並提議由固態溫室效應創建。

「在基弗模型中，春天陽光穿透半透明的板冰，熱波長輻射被捕獲，加熱冰下的風化層，導致不滲透的冰板從其底部昇華，」美國宇航局噴氣推進部門的勞倫·麥克基翁博士解釋實驗室和同事。

「透過這個過程，蜘蛛被提議通過高速氣體沖刷子板風化層而受到侵蝕，而扇形和斑點的變化散佈在冰表面上，由塵埃和氣體羽流沉積。”

研究作者能夠在實驗室中創建基弗模型的完整週期，並確認幾種類型的基弗動物園特徵的形成。

他們說：“進行實驗最困難的部分是重現火星極地表面的條件：極低的氣壓和低至攝氏負185攝氏度（華氏零301度）的溫度。”

“為此，我們使用了液態氮冷卻測試室：冰冷環境骯髒真空模擬測試台 (DUSTIE)。”

“在實驗中，我們將火星土壤模擬物放入浸沒在液態氮浴中的容器中進行冷凍。”

“我們把它放在 DUSTIE 室中，那裡的氣壓被降低到與火星南半球的氣壓相似。”

“然後二氧化碳氣體流入腔室，並在三到五個小時內從氣體凝結成冰。”

“我們經過多次嘗試才找到了使冰變得足夠厚和半透明的合適條件，以便實驗能夠進行。”

“一旦我們獲得了具有正確特性的冰，我們就在模擬物下方的室內放置了一個加熱器，以將其加熱並使冰破裂。”

“當我們終於看到一股二氧化碳氣體從粉末狀模擬物中噴出時，我們欣喜若狂。”

描述這些實驗的論文出現在 行星科學雜誌。

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勞倫·E·麥基翁 等人。 2024. 火星基弗模型的實驗室規模研究。 行星。科學。 J 5、195；號碼：10.3847/PSJ/ad67c8