2003年，当科学家们看到火星表面的奇怪特征时，他们的“蜘蛛感官”兴奋不已。那时，火星勘测轨道器传回的图像中出现了不寻常的“Anareiform”地貌。它们每年都会回来，遍布南半球表面。

起初，没有人知道是什么导致了这些奇怪的褶皱蜘蛛状结构。现在，美国宇航局的研究人员在实验室里复制了它们，以解释它们的存在。毫无疑问，这些火星蜘蛛看起来很奇怪。其中一些绵延一公里，通常成群出现。

由于二氧化碳在火星上很常见，科学家们认为它与这些奇怪的地层的形成有关。他们使用“基弗模型”来深入研究火星蜘蛛的历史。该模型解释了通常在南半球的春季，地表下的二氧化碳冰盖是如何在气体升华（变成气体）时捕获气体的。

阳光加热表面，透过透明的二氧化碳板照射。这些冰层每年冬天都会堆积起来。冰下的土壤吸收太阳的热量，使离它最近的冰升华。气体压力增加，冰破裂，气体逸出。当它向上渗透时，从土壤中带走了一股落在冰面上的黑色尘埃和沙子。这些沉积物形成了蜘蛛状的地貌。

确认火星蜘蛛

为了了解这一过程是否导致了火星蜘蛛的产生，由劳伦·麦基恩领导的美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的科学家们，决定在他们的实验室里模拟火星的条件。麦基恩说：“蜘蛛本身就是奇怪而美丽的地质特征。这些实验将有助于调整我们的模型，了解它们是如何形成的。”

即使在严格的实验室条件下，在地球上复制火星也不容易。对于麦基恩和她的团队来说，最困难的部分是重现火星极地表面的环境。那个地区的气压极低。季节变化使空气和地表温度降至寒冷的零下301华氏度（零下185摄氏度）。为了使其发挥作用，该团队在JPL使用了液氮冷却的测试室 —— 冰冷环境的真空下模拟测试平台，简称DUSTIE。

麦基恩说：“我喜欢DUSTIE。这是历史性的。”他指出，这个酒桶大小的腔室被用来测试为美国宇航局火星凤凰号着陆器设计的研磨工具原型。在他们的实验中，研究小组将火星土壤模拟物冷冻在一个浸入氮浴的容器中。然后，他们将整个东西放入尘埃中，用火星气压代替地球正常气压。二氧化碳气体流入并凝结成冰。下一步是在里面放一个加热器来模拟早春的火星条件。在实验之前，研究小组做了几次这样的实验，创造了类似于火星上的模拟“蜘蛛”。

接下来的步骤

这个模拟产生了大量的二氧化碳气体从土壤模拟物中逸出。这与火星上发生的情况很接近，但又不完全相同。所以，下一步是做同样的实验，用模拟太阳来加热表面材料。如果能产生同样的结果，那么研究小组就很有可能证明这就是火星上发生的情况。

然而，既然火星是这样，为什么蜘蛛只在南半球的春天形成，仍然有很多问题。既然地下二氧化碳冰并不局限于地球的那个地区，为什么蜘蛛不在其他地方形成呢？一种可能性是，这些不是最近才出现的特征。它们可能是火星过去更活跃的时期遗留下来的。也许它们形成时的气候和现在很不一样。或者发生了一些灾难性的事情，使得南半球蜘蛛的形成和生长成为可能。

喷气推进实验室的研究是了解火星地形的重要一步。它证实了基弗模型所描述的几个形成过程。当然，有一天去拜访那些蜘蛛会很酷。然而，就目前而言，实验室工作是最接近解释它们的。未来的探测车和着陆器可以用来近距离地研究这些地貌。然而，在不久的将来没有任何计划，也没有其他航天器降落在蜘蛛丰富的南半球地区。目前，科学家们将继续对实验室进行测试，以了解形成这些奇怪特征的条件。

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