我們的鄰居火星有很多不同的面孔。時而寒冷，時而乾燥，更多的時候它展現給我們的是壯觀的景象。
同時，火星也是令人捉摸不透的。
火星的南極被一些巨大的層狀沉積物覆蓋，這些沉積物由幾乎純淨的冰水混合物還有灰塵沙子構成，並且年復一年的沉澱下來。風蝕使得這裏變成一片壯麗的梯田。但當你放大看，你會看到一些區域有着很奇怪的圖案，這像是一個錯綜複雜的超級溝壑網絡，縱橫交錯的溝壑綿延不絕。
這些溝壑已經足夠奇怪了，但如果你碰巧在春天觀察到了火星的南極，你會發現一些更奇怪的景象
哦那麼多
HiRISE相機拍攝到火星南極附近地表噴發出的奇怪的黑色扇形物質。
來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州放大後
HiRISE相機拍攝到火星南極附近地表噴發出的奇怪的黑色扇形物質。
來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州。
這些特寫是從地表噴射出來的黑色扇形物質，從源頭上來看他們好像是噴泉，但這些黑色的扇形物質可不是水，而是二氧化碳。這些物質自20世紀90年代被首次發現，就引起了科學家們濃厚的興趣。
這張圖片是由火星軌道偵查器上的HiRISE相機拍攝的，其中顯示了火星南極以北幾度的區域。這些黑色的扇形物質明顯是隨風飄動的：圖中的圖像顯示了大約一公里寬的景象。如果視角更寬廣，那景色將更為震撼。
這個長條形的區域顯示了五公里的範圍。黑色的扇形物質佈滿了整個區域，都被風吹向了不同的方向。
這些黑色的扇形物質到底是什麼？因為這些東西具有蜘蛛一樣的特徵，所以又被專業術語解釋為蜘蛛形。
一個在火星表面雕刻的放射狀溝壑系統，被稱為蜘蛛形，意思是“像蜘蛛一樣”。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州放大後
一個在火星表面雕刻的放射狀溝壑系統，被稱為蜘蛛形，意思是“像蜘蛛一樣”。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州
許許多多的溝壑好像是從一箇中心點裏輻射出來，又好像是共同指向那個中心點，，這使它們看起來有點像蜘蛛。有些沒有活躍的羽流，就像上圖所示的那樣，也有很多通道交錯匯聚在一起。
科學家們在用軌道圖像研究了很多年以後，終於對它們是什麼以及它們是怎麼運作的這些問題有了較為清晰的認識。這一切的關鍵都是被冰凍的二氧化碳：乾冰。
蜘蛛形形成的示意圖
蜘蛛形形成的示意圖。陽光穿過二氧化碳層照射地面使得地面温度升高。乾冰昇華後變成氣體壓力增大，就會噴出一個帶有灰塵的間歇泉。這些物質被風吹動後就會形成一個巨大的扇形，如果恰巧天氣比較好，那麼就會形成又窄又長的“蜘蛛腿”。資料來源：Portyankina等人
二氧化碳是火星大氣的主要組成部分。冬天的時候二氧化碳會在南極的冰蓋上變成一塊厚達一米的乾冰。
這些乾冰是半透明的，能讓70%的陽光穿透。每當春天到來的時候，陽光照射並且穿透這層乾冰，讓乾冰層之下的基層升温。冰凍着的二氧化碳不會融化，受到陽光照射以後直接昇華為氣體，這一步是關鍵。
蜘蛛形區域的可能形成過程放大後
蜘蛛形區域的可能形成過程（在它們演化的不同階段用不同的位點）
A一次噴射（a）發生，在冰面上形成了一個黑色的扇形（b）隨着時間的推移，氣體從冰面下噴射出來，形成了新的溝壑。（c）相鄰的兩個蜘蛛形溝壑合併（d和e）形成了貫穿整個溝壑的網絡資料來源Portyankina等人。
隨着太陽温度的越來越高，越來越多的氣體凝聚在乾冰層之下。某一瞬間，二氧化碳氣體的壓力超過了乾冰層所能承受的最大壓力，乾冰層就此破裂，二氧化碳從中釋放。周圍乾冰層之下的氣體衝向後膛，在地面上鑿出淺淺的溝壑，然後像噴泉一樣噴出，直衝雲霄。這些氣體中夾雜着暗黑色的玄武岩沙塵和沙粒，以每小時40千米的速度飛向上空。火星表面的盛行風又將這些羽狀物吹回，形成了我們在圖片中所看到的長扇形。
最終，到了火星南半球的夏天，乾冰層完全昇華。但當大氣中的二氧化碳慢慢下沉到地表，温度降低，這些二氧化碳就又被凍結，然後開始了新一輪的循環。年復一年，世紀更迭。
在火星表面看到的被吹出的扇形物質位於狹窄溝壑相連的區域這可能是由於冰下的氣體從裂縫中流動侵蝕而形成的。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州放大圖
在火星表面看到的被吹出的扇形物質位於狹窄溝壑相連的區域這可能是由於冰下的氣體從裂縫中流動侵蝕而形成的。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室/亞利桑那州
隨着時間的推移，在乾冰層下的氣體將溝壑切割的越來越深，好幾處噴發形成的溝壑交匯在一起，形成了遍佈整個區域的溝壑網絡。如果稍加觀察你就會發現南北向的溝壑顯得更為明亮，目前我們尚未找到成因。可能那裏的陽光更好吧
有一些最近形成的低谷區域只有一兩米寬。這些低谷區域恰好都處於沙丘附近，沙丘中有很多的微小顆粒，風將這些顆粒吹起來，就擁有了更強的侵蝕力
我們看到有很多地方比較容易形成噴射區，但也有一些地方不能或者不容易形成這樣的噴射區。可能是因為這些地方的乾冰層比較薄，氣體泄露的時候壓力並不大，也就不能呈噴射狀，只是在慢慢的漏氣。當然，這也只是我們的猜測
我們在海王星的衞星海衞一上也能看到有黑色的物質噴射出來，形成的原因可能和火星上的原因是一樣的。但這些天體上的神奇現象在我們的地球上都是無法看到的
火星上還有好多好多我們不知道，沒見過的東西。不管這些東西是什麼，都是那個奇妙世界的一部分。
我十分感謝坎迪斯·漢森博士花時間來和我討論這些奇妙的外星現象
*在這些圖像中，你看到的溝壑有可能是山脊，你看到的凸起部分有可能是一個巨型深坑。這是個有趣的錯覺，這取決於照片拍攝時陽光的角度，這顛覆了我們對深度的感覺。我還有一些很不錯的實例，現在這裏對此解釋一下。
作者:Phil Plait
FY:SeptemberYep
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