美国宇航局的高分辨率成像实验(HiRISE)相机捕捉到的火星上最近的沙尘暴。鸣谢:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/乌里佐纳大学
据《今日宇宙》（劳伦斯·托格内蒂）：美国宇航局最近使用火星勘测轨道飞行器上的强大的高分辨率成像实验(HiRISE)相机拍摄了一张沙尘暴穿越火星叙利亚平原的惊人图像。尘暴的一个独特之处是它们的影子可以用来估计它们的高度，据估计它们可以到达火星上空20公里(12英里)。
研究火星上的尘暴是科学界经常发生的事情，可以帮助科学家更好地了解其他星球的表面过程。但是火星上的大气压力只有地球的一小部分，什么过程导致了尘暴的产生？
“我们认为它与地球相似，”亚利桑那大学月球和行星实验室副教授兼助理系主任、HiRISE副首席研究员谢恩·伯恩博士告诉《今日宇宙》。
“沙尘暴基本上是太阳能驱动的。地面变热，所以空气开始柱状上升。如果柱子在旋转，那么它会变得更窄，旋转得更快。只要底部有热空气，沙尘暴就能存活。如果尘暴停止移动或者移动到更冷的地面上，那么它就会消散。火星上的灰尘区域白天会有非常热的表面，所以它们是形成尘暴的好地方。”
如上所述，科学家们定期研究火星上的尘暴，叙利亚平原并不是HiRISE在这颗红色星球上观测到尘暴的唯一地方。其他地点包括亚马逊平原、南纬沙丘、恒河峡谷和尼利福萨。火星尘暴不仅可以到达几公里外的天空，而且它们还以在火星表面留下轨迹和条纹而闻名，就像在Nili Fossae观察到的那样。
这些轨迹不仅帮助科学家了解更多关于尘暴的知识，也帮助他们了解火星上的尘暴。这是因为沙尘暴抹去了旧的尘暴痕迹，允许新的尘暴痕迹产生，这使得科学家能够监测这两个过程的活动。
“尘暴很重要，因为它们增加了火星大气中尘埃的基线水平，这是天气和大气加热的重要驱动力，”美国地质调查局天体地质科学中心的研究地质学家和HiRISE的合作研究员科林·邓达斯博士告诉《今日宇宙》。“它们还能修饰表面，并能清除火星探测车等航天器太阳能电池板上的灰尘。”
这种太阳能电池板的清洁在勇气号和机遇号(Oppy)火星车任务期间变得普遍，这两次任务最初都被设计为仅持续90个sols(92.5个地球日)，但最终分别持续了2695个地球日和5498个地球日。除了坚固的工程设计，“勇气号”和“奥皮号”还有些幸运，因为沙尘暴清洁了它们的太阳能电池板，太阳能电池板经常被如此多的火星灰尘覆盖，自拍图像显示火星车几乎与地表景观融为一体。
除了免费清洁之外，两辆火星车还定期拍摄“迷你火星龙卷风”穿越地表的图像。最近，美国国家航空航天局的毅力漫游者在Jezero陨石坑捕捉到了火星尘暴的声音。
虽然地球和火星具有相似的尘暴特征，但这两颗行星之间的一个显著差异是它们的倾角，也称为轴向倾角，即行星旋转轴和轨道轴之间的角度。行星物体几乎从来都不是完全直立的，经常以一定角度旋转，这可能会在漫长的地质时期内发生变化，从几千年到几百万年不等，并可能对火星尘暴活动产生影响。
在41，000年的时间里，地球的轴向倾角在22.1度和24.5度之间变化。这种轴向倾角的微小变化主要来自月球对地球的引力，这不仅导致了地球上观测到的潮汐，还稳定了地球的轴向倾斜，防止其失控摇摆。这很重要，因为轴向倾斜控制着季节，更大的轴向倾斜会导致更恶劣的气候。
虽然由于我们的月球，地球的轴向倾斜相对稳定，但这颗红色星球缺乏轨道上如此大的物体来稳定地球的轴向倾斜。尽管火星有两个卫星，火卫一和戴莫斯，但它们太小，不足以对火星施加足够的引力影响。因此，在数十万到数百万年的时间里，火星经历了轴向倾斜的剧烈变化，这导致了剧烈的气候变化，最明显的是表面冰分布的变化。
目前，火星的轴向倾角为25度，接近地球目前的轴向倾角，但几项研究表明，它可以低至15度，高至45度。那么，尘暴是如何受到火星倾角变化的影响的呢？它们的活动是随着倾角的增加而增加，还是相反？
火星亚马逊平原上一个蛇形尘暴的例子。鸣谢:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/乌里佐纳大学
“这是一个很好的问题，有助于我们了解尘埃含量的长期变化如何影响气候，”行星科学研究所的科学家马修·乔纳基博士告诉《今日宇宙》，他与HiRISE一起工作。“根据我从文献中了解到的情况，预计沙尘暴在大倾角(45°)时会比现在更活跃，倾角更接近25°，但这可能会被那些条件下较少量的灰尘所抵消。相比之下，在低倾角(< 15°)条件下，尘暴可能是大气尘埃的主要来源。”
尘暴只是这颗红色星球上无数独特特征中的一个，了解它们的过程和模式将继续让科学家了解我们最近的行星邻居的现在、过去甚至未来。
