<p>指南者留学全国统一咨询热线：<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>，全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。</p><p>在火星沙漠状表面的多山沙丘和起伏的小波纹中，有中等大小的沙结构，与地球上的任何东西都不太一样。<img src="https://news.stanford.edu/wp-content/uploads/2022/12/MartianRipples-795x530.jpg" width="795" height="530" />&nbsp;</p> <p>斯坦福大学的科学家们现在使用人工智能模型分析了一百万个火星沙丘，并揭示了这些沙波是如何在我们的姐妹星球上形成的&mdash;&mdash;波峰之间大约1米的尺度&mdash;&mdash;这在以前似乎与地球上波纹和沙丘产生的物理原理不相容。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究结果发表在11月22日的《自然通讯》杂志上，表明未来的学者可以使用这些结构的化石版本来重建火星的大气历史。这是因为大气密度与风吹涟漪和沙丘的大小之间存在精确而一致的数学关系，但最小的尺度除外。</p> <p>&nbsp;</p> <p>斯坦福大学多尔可持续发展学院地质科学助理教授Mathieu Lap&ocirc;tre说:&ldquo;这一点特别重要，因为人们认为火星过去曾经有更厚的大气层，可能维持着类似地球的表面条件。&rdquo;&ldquo;然而，它失去了大部分，我们真的不知道什么时候、多快、为什么。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>是气流的产物，还是微型鱼雷的产物?</p> <p><br />在地球和火星上，风吹来的沙粒堆积成不同形状和大小的土堆，从绵延数英里的沙丘到几乎不足以隐藏寄居蟹的小山脊。在地球上，这些小波纹的波峰通常间隔几英寸。它们在沙漠、海滩和砂岩中很常见，就像古代风的指纹一样保存下来。科学家称其为&ldquo;撞击涟漪&rdquo;，因为它们是由被风吹散的颗粒飞溅到沙丘上形成的，就像小型鱼雷一样。<img src="https://news.stanford.edu/wp-content/uploads/2022/12/MarsRipples_rover.jpg" width="808" height="862" />&nbsp;</p> <p>2015年，美国宇航局的好奇号火星车返回了火星表面类似图案的图像。除了巨大的沙丘，图像还显示了两种不同尺度的较小波浪:一些接近地球上类似大小的颗粒所熟悉的撞击涟漪的大小;其他的大约是沙丘的10倍大，但仍然比沙丘小，沙丘更多地是由气流而不是沙子撞击形成的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>从那时起，这两种不同的波纹尺度是如何在火星上共存并共同进化的，一直困扰着科学家们。根据一种提出的解释，中等大小的结构是由于火星上非常低的气压造成的持续增长的撞击涟漪造成的。然而，与连续统的观点相反，科学家们观察到波峰间隔在8到30英寸之间的波纹无法解释地消失了。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Lap&ocirc;tre和其他科学家认为，这些形状可能是由于流体动力学的不稳定性造成的，这种不稳定性已经在沙漠中产生了风吹沙丘，在地球上的沙质河床中产生了类似的起伏土丘。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人员还推测，火星上较大的波纹和沙丘的大小，以及在我们自己的星球上形成的水下波纹，都可能是由空气或水流的相同变化或异常控制的。这种变化只有在土丘增长到一定规模之后才会出现，这可能是全球大气特性(如密度)和局部因素(如地形和风切变速度)相互作用的结果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但在此之前，科学家们只是从严格控制的实验中假设了这种异常的存在。在复杂的自然沙丘环境中尚未观测到。</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>沙丘的认可</strong></span></p> <p><br />Lap&ocirc;tre和主要作者Lior Rubanenko一起，开始用来自火星的数据来测试这些理论，以Lap&ocirc;tre之前的工作为基础，通过统计分析将波纹大小与大气密度联系起来。这是科学家们第一次使用来自这颗红色星球的真实数据来测试，并证实了水动力学理论中的预测，即火星上最小沙丘的大小，就像它的涟漪一样，在空气较厚的地方会减小。</p> <p>&nbsp;</p> <p>作者使用了由宇宙飞船捕获的13万多张高分辨率火星图像，以及基于人工智能的计算机视觉模型，该模型首先开发用于从背景中挑选不同类型物体的不同实例&mdash;&mdash;例如，城市街道照片中三个人、一辆公共汽车和两辆汽车的轮廓。斯坦福大学的研究小组在一小部分图像中手动标记了沙丘，然后使用这些例子训练模型来检测沙丘轮廓，并估计火星表面大部分沙丘的大小。</p> <p>&nbsp;</p> <p>作者分析了这个庞大的新数据集，以及火星大气密度的计算。他们发现，奇怪的中等大小的波根本不是撞击的涟漪。相反，火星上独特的结构更像微型沙丘，在某一点上停止生长，因为预测的异常或流体状气流的变化出现在靠近火星表面的非常薄的湍流大气中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>鲁巴年科说:&ldquo;火星上的撞击涟漪和地球上的完全一样，大小也差不多。&rdquo;鲁巴年科是斯坦福大学地质科学博士后，从事这项研究。&ldquo;这是有道理的，因为形成冲击涟漪的机制与大气的性质关系不大，而与沙子运输的机制关系更大。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Lap&ocirc;tre说:&ldquo;现在我们知道了这些波纹的大小是如何随着大气密度而变化的，以及为什么会这样，我们可以利用非常古老的岩石中石化波纹的大小来重建火星大气的历史。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。</p> </blockquote>