用戶:Areong/火星水文
探測
火星快車號的行星傅立葉光譜儀（Planetary Fourier Spectrometer，PFS）與礦物水冰活動觀測台（Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité ，OMEGA）。
水的來源
氣候分水嶺：35億年前
第一階段：潮濕
溫暖或寒冷？
熱泉
溪流
湖泊
海洋
第二階段：乾燥
洪水
冰河期與週期性氣候變遷
現在
水氣與雲霧
地形亦會影響水氣分佈。塔爾西斯整年的水氣含量都高於周圍地區，可能是因為巨大的地形差異造成上升氣流，使水氣等物質往此處集中所致。[1]希臘平原內部則在某些季節水氣含量低，這亦可能是地形影響氣流所致，尤其巨大的希臘平原對南半球的大氣環流有很大的影響。[1]
極冠與冰霜
火星南北極有明顯的極冠，曾被認為是由乾冰組成，但實際上絕大部分為水冰，只有表面一層為乾冰。這層乾冰在北極約1公尺厚，在南極則約8公尺厚，是冬季時凝華而成，到夏季則再度昇華進入大氣，不過南極的乾冰並不會完全昇華。[2]夏季仍存在的部分稱為永久極冠，而整體構造稱做極地層狀沉積（polar layered deposits），和地球南極洲與格陵蘭冰層一樣為一層層的沉積構造。由軌道衛星的地層雷達測得，北極冠寬達1,100公里，厚達2公里，體積82.1萬立方公里[3]；南極冠寬達1,400公里，最厚達3.7公里，體積約1.6百萬立方公里[4]。相較之下格陵蘭冰原南北長約2,400公里，體積2.8百萬立方公里，南極洲冰原寬約4,500公里，體積三千萬立方公里。
兩極冰冠皆有獨特的螺旋狀凹谷，推論主要是由光照與夏季接近昇華點的溫度使溝槽兩側水冰發生差異融解和凝結而逐漸形成的。[5][6]
地下含冰層
冰凍圈（cryosphere）
地表地形
- 完全移除
- 瘤狀與波狀地形
- 冰舉丘
- 貝狀地形
南北緯40度以上分佈着貝狀地形（scalloped terrain）－－扇貝形凹地，面向極區的坡較陡，面向赤道的坡則較緩，深約10至20公尺，有些深達40公尺，寬數百公尺，甚至相連成一大片。貝狀地形與冰有關，當地表覆蓋着含冰的土層，冰會從熱漲冷縮產生的小裂縫處開始昇華，接着裂縫逐漸擴大，朝向赤道那面（如在南半球為南面）因為光照較多而昇華較多，擴大較快，形成南北不對稱的坡度。南半球的貝狀地形多集中於希臘平原南方、梅利亞高原北方，尤其是佩紐斯山與安翡翠特斯山北坡，原因是希臘平原巨大的地形差異、在南坡造成的風夠強，能吹走冰昇華後留下的覆蓋塵土使冰暴露而繼續昇華，另外此處頻繁的塵捲風亦加強侵蝕速度。[7]此處貝狀地形的密度隨海拔升高而遞增，則和夏季接近水三相點的氣壓、溫度有關。[7]
另外一個針對北半球烏托邦平原與埃律西昂平原西部的研究指出，該地的貝狀地形可能是冰融喀斯特地形（Thermokarst）－－氣溫高於零度時，地下冰融成水並累積成一個個湖泊，可能穩定維持一段時間（夏季，或自轉軸傾角較大時的氣候條件下），最後水可能由地下滲出。研究並指出貝狀地形可能與撞擊坑壁的溝壑有關。[8]
含冰的流動地形
冰河
1970年代海盜號在中緯度發現一些流動狀的地形，稱為舌狀岩屑坡（lobate debris aprons）和線狀谷底沉積（lineated valley fill），分佈於北緯30至50度，主要位於阿拉伯高地北緣的侵蝕地形（fretted terrain），另外還分佈於弗雷葛拉山脈、赫卡特斯山、坦培高地、阿克戎槽溝和艾爾柏斯山脈。[9]
在熱帶地區的高山－－塔爾西斯山群的阿爾西亞山、帕弗尼斯山和艾斯克雷爾斯山西北坡有大片扇形、舌狀沉積，面積約16萬6千平方公里，已證實為冰河。[10]
撞擊坑中心沉積
撞擊坑中心沉積（concentric crater fill）
地形軟化
地形軟化（terrain softening）
沖蝕溝
沖蝕溝（gully）
生命
火星極冠
火星極冠是指火星南北極有水冰或乾冰覆蓋的區域，廣義更包含兩極厚達數公里、由水冰組成的高原，是火星上水冰重要儲藏庫。水和二氧化碳藉着昇華與凝結來往於極冠與大氣之間，是現今火星氣候重要的一環。
大氣環境
組成與結構
火星極冠在夏天可見的部份為永久極冠（residual ice cap），秋冬形成、到夏天則消失的部份為季節性極冠（seasonal ice cap）。在表層冰之下，整個北極高原（Planum Boreum）與南極高原（Planum Australe）幾乎是水冰與沙互層的構造，稱為極地層狀沉積（polar layered deposits），再下面則是基底層（basal unit）－－被覆蓋的地殼。
季節變化
冬天，氣溫降至乾冰冰點以下，使大氣的二氧化碳不斷凝結，以直接結霜或降雪的方式在地表累積，並逐漸往赤道擴展至緯度約60度處。
參考文獻
- Byrne, Shane, The Polar Deposits of Mars, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2009, 37: 535–560, doi:10.1146/annurev.earth.031208.100101
- ^ 1.0 1.1 The Highs And Lows Of Martian Water Vapour, Aug. 27, 2007, ScienceDaily
- ^ Mars, polar caps The Internet Encyclopedia of Science
- ^ PIA12200: Radar Mapping of Icy Layers Under Mars' North Pole Photojournal: NASA's Image Access
- ^ Mars Express radar gauges water quantity around Mars' south pole ESA News
- ^ Mars Polar Cap Mysery Solved Mars Today .com
- ^ Pelletier J. D. How do spiral troughs form on Mars?. Geology. 2004, 32: 365–367 [2007-02-27]. doi:10.1130/G20228.2.
- ^ 7.0 7.1 Zanetti, Michael; Hiesinger, Harald; Reiss, Dennis; Hauber, Ernst; Neukum, Gerhard, Distribution and evolution of scalloped terrain in the southern hemisphere, Mars, Icarus, 2010, 206 (2): 691–706, doi:10.1016/j.icarus.2009.09.010
- ^ Soare, R.J.; Kargel, J.S.; Osinski, G.R.; Costard, F., Thermokarst processes and the origin of crater-rim gullies in Utopia and western Elysium Planitia, Icarus, 2007, 191 (1): 95–112, doi:10.1016/j.icarus.2007.04.018
- ^ Head, J. W.; Marchant, D. R.; Dickson, J. L.; Kress, A. M.; Baker, D. M., Northern mid-latitude glaciation in the Late Amazonian period of Mars: Criteria for
the recognition of debris-covered glacier and valley glacier landsystem deposits, Earth snd Planetary Science Letters, 2009, doi:10.1016/j.epsl.2009.06.041 參數
|title=值左起第84位存在換行符 (幫助) - ^ Fastook, James L.; Head, James W.; Marchant, David R.; Forget, Francois, Tropical mountain glaciers on Mars: Altitude-dependence of ice accumulation, accumulation conditions, formation times, glacier dynamics, and implications for planetary spin-axis/orbital history, Icarus, 2008, 198 (2): 305–317, doi:10.1016/j.icarus.2008.08.008