火星大氣高處發現稀有的雲層
行星科學家使用歐洲航太總署的火星特快車號（ESA’s Mars Express
spacecraft）太空船上SPICAM儀器的紫外和紅外大氣分光儀，在火星上
80和100公里之間的高空發現了太陽系所有行星表面上最高的雲，雲的
成分可能是二氧化碳。這項結果造成了火星大氣運動一個新的謎題。在
此之前，科學家認為雲只籠罩火星的表面或到達大氣的低層。
這項發現起因於SPICAM要觀測火星遮掩一顆遙遠的恆星；就在星光進入
火星大氣之際，SPICAM在火星大氣高空捕捉到分子的圖像，每一次對大
氣的掃瞄稱為一個剖面圖。幾個特定的剖面圖顯示，星光在90–100公
里的高層大氣就變暗了。雖然這只佔全部剖面圖的百分之一，然而當研
究小組蒐集了600幅剖面圖後，確認了這個現象的真實性。
研究團隊的科學家表示，想在火星表面看到這些雲，可能要等到太陽下
沈之後。原因是這些雲非常稀薄，只能藉由陽光的反射顯現反映在黑暗
星空的背景中。在此觀點上，這些雲看起來與中氣層雲很相似，在地球
上亦稱為夜光雲。這些雲發生在地表上空約80公里的高度，那裡大氣的
密度約略等同於火星表面上空約35公里的高度。這個最新發現的火星雲
因此被界定在一個更高大氣位置。科學家表示，火星大氣的主要成分是
二氧化碳，在火星上空90–100公里處的溫度約是攝氏–193度，這意味
著雲層不太可能由水組成。這個溫度比二氧化碳的露點還低，在這般極
度寒冷的條件下觀測到雲，讓科學家推斷雲可能是由二氧化碳組成。
http://www.tam.gov.tw/news/2006/200609/MarsPathfinder_H_small.jpg
但這些雲是如何形成的? SPICAM藉由先前在火星上空60公里高的大氣中，
發現不知名的細小灰塵微粒而現出解答。這種灰塵微粒只有100奈米（
nanometres）的大小，1奈米是一米的十億分之一。形成的過程可能是中
心有一個晶核作用（nucleation centres），周圍圍繞著結晶的二氧化
碳而形成雲。這些灰塵微粒可能是火星表面岩石的微小碎片，由風吹送
到高層大氣的位置；或者是在火星大氣中燃燒未盡的流星殘骸。
這項新的發現指出火星高層大氣的密度可能比科學家先前認為的還要濃
厚，這對未來火星任務的技術層面相當重要，會影響到登陸或軌道繞行
時利用大氣摩擦作為太空船減速的計算條件考量。
從2004年初火星特快車開始科學探測運作以來，SPICAM已經勘查了火星
從頂端到表面的大氣，此外還測繪了第一份火星全球的臭氧層圖。
資料來源：http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMC4JZ7QQE_0.html
2006.08.28, GIR
http://www.tam.gov.tw/news/2006/200609/06090703.htm
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