北极沙海

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在火星的北极冠地区，环绕着一片辽阔似海的深色沙丘。在风力作用下，沙丘被刻蚀出了一道道长长的脊线。这些沙丘应该是由玄武岩沙砾构成的。整个沙丘地带的面积达到67.9万平方公里（26万平方英里）——相当于美国德克萨斯州的面积。

装载在NASA火星“奥德赛”飞船上的THEMIS相机从轨道上俯拍到了这个沙丘海洋的一角。拍摄到的这片沙丘地处火星上的奥林匹亚平原，距离北极冠边缘约300公里（190英里）。THEMIS为热辐射成像系统的英文缩写，它是一种利用5种可视光和10种红外光来“捕捉”物体的特殊相机。

上图展示的是一幅融合了红外波长与可视波长的日间图像。可视图像能够记录下地形细节，而红外图像则能判断出被拍摄物体的温暖度。在这幅假色图像中，温度较低的地区呈现出较蓝的色调，而黄色与橙色则代表了较温暖的地区。

温暖沙丘

沙丘看起来更温暖是因为它们暗灰色的外表吸收到了更多的太阳热能。研究表明，沙丘上的沙粒是由火山喷发出的熔岩或火山灰等玄武岩沉积物风化而成的。蓝白色的区域是局部覆盖了冰霜的地表。

上图中和主图中的沙丘都是在东风（图中右上角）的作用下形成的。当沙丘推进至蓝色区域的边缘，长长的沙丘脊线也变得逐渐稀疏时，沙丘会分化成新月形。这种沙丘被称作新月形沙丘或弧形沙洲。因为月牙尖指向顺风方向，因此新月形沙丘也是判断风向的好帮手。

沙丘上的沙子无论是在颜色还是特性上都与环绕，甚至完全深入整个北极冠的一个深色基层类似。这个基层在颜色、厚度和成分上都与人们在极冠中所看到的上百层细致紧密的冰层不同。这些细密的冰层被认为是大气层中的灰尘落在冰上的沉积物。

根据美国加州理工学院Shane Byrne和Bruce Murray在2002年发表的一项研究结果，沙丘沙是从位于极冠边缘的基层风化而来。两位科学家还提出，这个深色基层是由沙子组成的。这些沙子是在冰冠尚未存在的时期，来自于一个横跨北极低地的较厚的地层。

明亮的山丘

过去，冰冠本身的面积也许比现在还要广阔得多。上图中的亮点是一座比周围平原高出约100米（330英尺）的山丘。这座山丘的一部分位于一个深70米，宽9公里的陨石坑内。

这座小山的构成目前还不得而知，但是一种可能的构成是冰。当气候发生变化时，冰雪汇集在这里。山丘的构成还可能是由风堆积起来，并被冰霜覆盖的沙子或者细小的微粒。

可以确定的是 ，从小山上呼啸而过的风曾经在这里转向，将直线形的沙丘吹成了新月形，并在顺风方向（左下角）造就了有着狭窄脊线的小型沙丘。

（文章提供：ASU THEMIS网站，图片来源：NASA/JPL/ASU ）