火星1600公里云层形成之谜被揭开 靠“均质核化”形成

【CNMO科技消息】火星天空中存在着一种每天出现、又在数小时内迅速消失的云。

其中，长度可达约1600公里的巨大云带长期困扰着科学家。

近日，一项模拟研究揭示了这种云的形成原理，相关成果发表于国际学术期刊《自然·地球科学》。

阿尔西亚山长云

这种云被称为“阿尔西亚山长云”（Arsia Mons Elongated Cloud，简称AMEC），位于火星赤道以南、高约20公里的盾状火山阿尔西亚山上空。

2018年，欧洲空间局（ESA）的“火星快车”探测器首次对其进行了系统观测。

AMEC在火星春夏季节几乎每天早晨出现，但形成仅数小时后便完全蒸发消失。

它最长可达1600至1800公里，相当于火星周长的十二分之一，约为英国岛屿总长度的两倍。

火星大气中水汽极其稀少，因此像地球那样由水滴构成的云非常罕见，如此巨大的水汽云如何形成，长期是个谜。

研究团队基于“火星快车”的观测数据，开展了新的计算机模拟。

论文第一作者豪尔赫·埃尔南德斯-贝尔纳尔表示：“为了在模拟中正确再现AMEC，我们必须纳入一种仅存在于教科书理论中的奇特物理现象。

将这一物理现象应用于模型后，我们实际观测到的AMEC形态便如实出现了。

”

AMEC本质上是一种地形云，由强风将水汽推上高耸山脊而形成。

地球上也有类似的地形云，例如直布罗陀岩上空的“莱万特”云。

但火星AMEC的微观形成过程与地球云完全不同。

地球云通过“异质核化”形成，即空气中的灰尘、盐粒、烟灰等微小颗粒表面吸附水汽，进而形成冰晶。

而火星尽管大气中富含尘埃，却并未以这种方式形成云。

埃尔南德斯-贝尔纳尔博士解释说：“AMEC的形成不需要空气中作为凝结核的物质。

水汽不经过中间步骤，直接转变为冰云粒子，就像水滴不在玻璃窗表面，而是在房间中央的空气中直接凝结一样。

”研究团队将这种无需凝结核的过程称为“均质核化”，并指出这是首次在行星大气现象中实际观测到该过程。

此前，学术界认为均质核化可能在地球上层大气或金星天空中理论上存在，但需要比地球表面高出约10万倍的极端相对湿度，现实中发生的可能性极低。

在几乎没有水的现代火星大气中，形成这种湿度同样令人难以相信。

然而，“火星快车”的数据给出了答案。

阿尔西亚山高度超过珠穆朗玛峰的两倍，强风沿陡峭山坡上升，引发巨大的大气波，将空气抛射至高层大气。

研究团队计算发现，这一过程中空气温度在短短10分钟内最高骤降30度。

这种急剧冷却不仅迅速冻结空气中的水汽，还使波内湿度爆炸性升高，为“均质核化”创造了完美环境。

研究团队推测，形成云的水汽一部分来自火星大气，大部分则来自阿尔西亚山顶厚厚的霜层。

“火星快车”自2018年以来一直对AMEC进行密切观测。

此次模拟的成功被视为火星气象学领域的重要成果。

埃尔南德斯-贝尔纳尔博士表示：“尽管我们掌握的火星大气数据远不如地球精细，但我们仍精确再现了AMEC现象，这是气象建模的一大成功。

”他补充说：“这项研究表明，即使物理学基本原理相同，其他行星的气象系统也可能与地球完全不同。

这对未来太阳系探索，以及寻找遥远系外行星上生命存在的可能性，都具有重要启示。

”

太空中牺牲的宇航员，尸体会不会腐烂，最终归宿是“永恒”吗？

宇航员在太空里出事，尸体该怎么办？美国宇航局早年就委托过专家做研究，万一有人在太空任务中牺牲，遗体该怎么处理。

结论挺颠覆常识的：在太空里，尸体不会像在地球上那样腐烂，但也不会永远飘着。

它的归宿十分复杂。

腐烂的本质是细菌和真菌在分解有机物。

地球上尸体烂得快，靠的是无处不在的微生物，还有氧气帮忙，温度也得合适。

太空呢？这几样全没有。

真空环境里没有氧气，好氧细菌当场就歇了。

人体肠道里那些厌氧菌倒是能撑一阵，可它们也离不开液态水和适宜的温度。

太空里，尸体内部的热量会迅速散失，用不了多久就冻成硬邦邦的一块。

细菌在冰里没法活动，分解过程基本停摆。

所以从微生物角度说，腐烂这件事在太空里压根不会正常发生。

那尸体自己会变成什么样？如果没穿宇航服，直接暴露在真空中，事情就有点吓人了。

人体内部的气体会因为外部压力骤降而迅速膨胀，体液在接近零气压的环境里会沸腾，然后蒸发。

皮肤和肌肉里的水分被抽干，整个人会变得干瘪、发脆。

这个过程快得惊人，几十秒到几分钟就能完成。

在地球上干尸需要特殊条件才能形成，在太空里，自然真空就是最好的干燥剂。

如果穿着宇航服，情况又不一样。

宇航服内部有气压，有氧气，短时间内尸体在里面确实会开始一些分解反应。

可宇航服的维生系统迟早会耗尽，一旦断电断氧，温度掉下去，里面还是得冻上。

只是这个冷冻过程比直接暴露慢一些，尸体保存得相对完整。

那这具冻干的遗体最终去哪？它不会永远漂在同一个地方。

太空里没有绝对的静止，任何物体都受引力影响。

如果尸体在地球轨道上，它会以每秒七八公里的速度绕地球转圈。

近地轨道上还有稀薄的大气阻力，虽然极其微弱，但时间长了会慢慢把轨道往下拽。

几个月到几年之内，尸体就会再入大气层，跟流星一样烧成灰。

这是大多数近地轨道遗体的归宿。

如果尸体被抛向深空，比如逃逸了地球引力，那它有可能真的进入漫长的星际漂流。

但不是“永恒”。

太空里到处都是辐射，太阳的紫外线、宇宙射线，会一点一点把有机物打碎。

没有大气层保护，尸体表面的分子会被逐渐剥离。

这个过程慢得可怕，可能几百万年才能把一具遗体彻底分解成基本粒子。

但再慢，它也在变。

还有个小概率事件：被某个天体捕获。

比如撞上月球，或者被火星引力吸过去。

撞上去的话，高速撞击产生的能量足以把遗体瞬间气化，连渣都不剩。

所以，太空里没有真正的“永恒”。

连恒星都有寿命，何况一具肉身。

它要么坠入大气层烧掉，要么在辐射里慢慢碎掉，要么撞上什么东西粉身碎骨。

所谓“永远漂浮”，只是我们站在人类时间尺度上的一种错觉。

在宇宙的时间表里，一具尸体连一粒尘埃都算不上，它存在的痕迹，迟早会被抹得干干净净。

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一场热闹又有趣的户外科学体验活动火热开启。

告别枯燥的课本理论，让科学实验走出课堂！各式各样的趣味科学实验轮番上演，让同学们沉浸式探索科学奥秘，校园里掌声、欢呼声此起彼伏，氛围感拉满。

本次活动以“做中学、玩中学”为核心，同学们走出教室，亲手触摸科学、感受科学。

活动现场项目丰富、看点十足：酷炫的掌中焰、空气大炮实验极具冲击力，让大家直观见证神奇的物理现象。

三、四年级同学在小长假期间制作的风向标、自制打气筒、雨量器等趣味小制作，让抽象的气压、气象知识变得通俗易懂；五年级同学制作的细胞模型带领同学们探秘神奇的微观世界；六年级同学制作的古法水钟与摆钟体验，则带着大家穿越古今，感受古代先民的智慧与匠心。

活动全程开放体验，同学们自由穿梭在各个项目点位，认真动手操作、仔细观察变化、积极交流探讨。

大家不再被动接收书本知识，而是主动探索、大胆尝试，在“做中学”的过程中读懂科学原理、解开科学疑惑。

每一次尝试，都是一次全新的发现；每一次体验，都是一次成长的收获。

活动尾声，同学们围拢在两位科学老师身边。

科学老师陈天誉向同学们揭秘了 “火焰掌” 的生成原理：泡沫里包裹着丁烷气体，点燃后燃烧的是丁烷。

手掌提前打湿，一层水膜覆盖在手上，水分蒸发带走大量热量，同时阻隔高温，保护手掌不被火苗烫伤，所以能看到掌心燃起火焰，手却安然无恙。

同学们听了暗暗称奇，也记下了“丁烷”这个神奇的科学术语。

随后瞿晓芳老师介绍了“空气大炮”的科学原理：道具内部的空气被瞬间挤压，再从圆孔冲出，形成旋转的空气涡环。

看不见的空气环拥有力量，可以吹灭蜡烛、击倒纸杯，这就是空气的威力。

精彩的讲解引得大家热烈鼓掌。

生动有趣的户外实践课堂，极大激发了孩子们的科学探索欲和创新思维。

让科学学习跳出纸面、走进生活，真正做到在玩乐中学习，在实践中成长，让每一位孩子都能沉浸式感受科学的无穷魅力！ 学校供图