发布单位：台北市立天文科学教育馆
尽管火星是一颗寒冷且死寂的行星，但它仍然拥有独特的自然之美。这些图片展示了我们在地球上无法见到的景象。
火星的大气层稀薄且脆弱，其中95%由二氧化碳（CO₂）组成。当火星冬季来临时，CO₂凝结并在极地的地表形成厚厚的一层冰，覆盖地面数月之久。随着春天的到来，气温逐渐回升。阳光穿透这层半透明的CO₂冰层，使其下方的地面升温。温暖的地表会使底层的CO₂冰升华为气体，气体聚集在固态CO₂之下。最终，这些气体会透过冰层的脆弱点释放出来，有时甚至会喷发成间歇泉，将较深层的黑色物质喷洒到冰面上。
NASA火星侦察轨道卫星（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）上的高解析度成像科学设备（HiRISE）于2018年10月拍摄到这些火星间歇泉的影像。该设备还曾拍摄到其他火星CO₂间歇泉的照片。
图说：这张HiRISE影像显示了火星北极地区沙丘上不同的深色形状和亮点。亮点是冻结的二氧化碳升华为气体并喷发的地方，将较深色的物质散佈到表面。来源：NASA
某些火星CO₂间歇泉喷发后，会形成直径可达1公里的黑色斑块。这些喷发蕴含极大能量，速度可达每小时160公里。有时，这些喷发会在冰层下方形成黑色区域，呈现出类似蜘蛛的形状。科学家将这些地貌称为「蜘蛛地形」（araneiform terrain）。这些地形通常以群集的形式出现，使火星表面呈现皱褶状。
图说：这张照片拍摄于2018年5月13日，当时火星南极处于冬季，照片显示该地区被二氧化碳冰层覆盖，随着春天太阳的回归，「火星蜘蛛」开始从冰盖中冒出来。来源：NASA
图说：火星间歇泉机制示意图。当春天到来时，冷冻的二氧化碳因太阳辐射变暖升华为气体，使冰层下的压力不断增强，最后穿过季节性冰层的薄弱处喷发，同时携带的尘埃在表面形成黑斑。来源：Aye, K.-M. et al. (2018)
目前，解释火星上的CO₂循环如何形成这些地貌的机制被称为「基弗模型」（Keiffer Model）。模型解释季节性冰盖会形成一层不可渗透的半透明CO₂冰层并在底部升华，导致高压气体在冰层下方聚集。这些气体会使冰层悬浮，最终导致破裂，喷发出高速CO₂气流，将沙粒大小的颗粒带入喷流中，从而形成这些斑点并侵蚀出沟槽。（编译/台北天文馆王庭萱）
资料来源：Universe Today