
火星塵捲風:超乎想像的狂野風暴
「我們現在知道,火星上的風,比我們想像的更加狂野。」— 伯恩大學研究團隊如是說。最新的研究顯示,火星塵捲風的速度遠超乎科學家先前的估計,這對於理解火星氣候、塵埃循環,甚至未來火星任務的規劃,都具有重要的意義。
(火星風速新發現:重新評估紅色星球的氣候模型)
過去我們對火星風速的認知,主要來自於探測器在火星表面的直接測量。這些數據顯示,火星風速通常低於每小時50公里,極少數情況下才會達到每小時100公里。然而,這些測量可能並未捕捉到火星上所有風的樣貌。
全新的研究,透過分析歐洲太空總署(ESA)的ExoMars Trace Gas Orbiter上的CaSSIS相機,以及Mars Express Orbiter上的HRSC相機所拍攝的超過五萬張衛星圖像,科學家們得以辨識出數百個塵捲風,並利用立體圖像技術測量其運動速度。結果令人震驚:火星上的塵捲風及其周圍的風速,竟然可以高達每秒44公尺,換算下來約為每小時160公里!
(深度學習助力:歐洲火星探測數據的全新解讀)
這項研究之所以能夠取得突破,深度學習技術扮演了關鍵角色。研究團隊利用最先進的深度學習方法,從海量的衛星圖像中自動識別出塵捲風。這不僅大幅提升了分析效率,也使得研究者能夠更精確地測量塵捲風的運動軌跡和速度。
值得一提的是,這項研究完全基於歐洲的火星探測數據,彰顯了歐洲在火星研究領域的實力。透過結合CaSSIS和HRSC這兩款高性能相機所提供的豐富數據,研究團隊得以深入了解火星的風力狀況。若對本研究的細節感興趣,可搜尋「Science Advances」期刊,查找由 Valentin Bickel 博士領導的團隊所發表的文章。
(塵埃循環的關鍵:狂風如何塑造火星氣候)
火星大氣中充滿著細微的塵埃顆粒,這些塵埃對火星的氣候有著深遠的影響。塵埃會吸收和散射陽光,影響大氣的溫度結構,進而影響風的模式和雲的形成。過去,科學家對於火星塵埃如何進入大氣層的機制,以及塵埃的來源地,還存在許多疑問。
這項新的研究表明,速度驚人的塵捲風很可能是火星塵埃進入大氣層的主要途徑之一。這些狂風能夠輕易地將地表的塵埃捲起,並將其帶到高空。研究人員表示,新的數據顯示,火星上的風力足以從地表捲起大量的塵埃,遠超乎過去的預期。這對於修正火星氣候模型,並更準確地預測火星的長期氣候變化,具有重要的意義。
(立體影像技術:揭示塵捲風的運動奧秘)
為了測量塵捲風的速度,研究團隊運用了一種巧妙的技術:立體影像。CaSSIS相機可以在短時間內拍攝同一地點的兩張照片,由於拍攝角度略有不同,這兩張照片會產生輕微的視差。透過分析這些視差,科學家可以重建出塵捲風的三維結構,並精確地測量其運動速度。
「如果將這些立體影像組合成一個序列,你就能觀察到塵捲風如何在火星表面動態地移動。」— Valentin Bickel博士。
這些連續的立體影像,就像是一部關於火星塵捲風的縮時影片,讓我們得以一窺這些狂野風暴的真實面貌。
對於未來的火星任務而言,了解火星的風力狀況至關重要。強風不僅會對探測器的降落和運行造成威脅,還會影響太陽能板的效率,甚至損壞科學儀器。
德國航空太空中心(DLR)的研究員 Daniela Tirsch 博士指出,透過對火星風力狀況有更深入的了解,我們可以更精確地模擬火星大氣,並評估相關的風險。這將有助於我們設計更堅固耐用的探測器,並制定更安全的著陸策略。這項研究的成果,無疑為未來的火星探險鋪平了道路。
(持續觀測:揭開火星風暴的更多秘密)
這項研究的成功,激勵了研究團隊進一步探索火星風暴的決心。他們計劃持續利用CaSSIS和HRSC相機,對塵捲風進行更密集的觀測,並將這些數據與氣候模型相結合,以期更全面地了解火星的風力狀況。
未來的研究方向包括:分析塵捲風的形成機制、研究塵捲風與火星地貌的相互作用,以及探索塵捲風對火星全球氣候的影響。相信在不久的將來,我們將能夠更完整地拼湊出火星風暴的全貌。
Ref:
University of Bern. (2025, October 9). Scientists stunned by wild Martian dust
devils racing at hurricane speeds. ScienceDaily. Retrieved October 9, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251009033215.htm
Story Source:
Materials provided by University of Bern. Note: Content may be edited for style and length.