在我们地球上的沙漠地区，沙丘是再常见不过的地貌形态，具有松散且易被风向改变形态的特质，比如，在撒哈拉沙漠中，沙的沉积就大约占据了700万平方公里之大。当然，这样的自然地貌并不是地球独有的，比如与我们邻近的火星，在这片红色星球的北极地区，也存在着各种形态的沙丘。一般情况下，科学家们会根据沙丘的形态分布和风力作用的方向之间的关系，将沙丘分为新月沙丘（或横向沙丘）与纵向沙丘这两种主要形态。那么，火星上的沙丘形状和季节变化有何关联，这些沙丘又是以怎样奇特的方式进行移动？

火星沙丘中的暗斑和条纹被捕获

或许你有所不知，对火星上沙丘形态变化进行的研究，不仅可以提供时下盛行风向的线索，更为科学家们提供了一个巨大的天然实验室，以了解沙丘随着时间递进而进行演变的方式。

在火星的北极附近区域，科学家们通过欧洲微量气体轨道器（ESA / RosCosmos ExoMars）捕获了此地的沙丘地貌，其形态分布呈现出了水中涟漪一般的趋势。并且，在这些沙丘上还散布着许多黑暗的斑点，气体的剧烈释放导致了这些条纹和暗斑的形成，它们就像是正在逐渐融化的巧克力味儿冰淇淋。

事实上，早在2016年10月的时候，该轨道器就在安全抵达之后开始了对火星的研究，其搭载的彩色和立体表面成像系统（CaSSIS）是一种具有超高分辨率的相机。而这次被公布的火星沙丘图像，就本质而言，捕获的其实就是该区域中二氧化碳融化所导致的现象。图像中呈现了不同类型的沙丘形态，其中一些被称为新月沙丘（barchan沙丘），它们可以随着时间的推进而变得越来越大，并从barchanoid山脊处彼此相连。我们都知道，沙丘的形态会体现出当时的风向特征，而这些新月沙丘的弯曲尖端，所指向的便是风顺着的方向。

与此同时，该轨道器上加载的CaSSIS仪器还捕获了位于南极地区的春季图像，这一次图像中所呈现的沙丘区域位于火山口内。当春季到来，底部的冰层开始升华，压力变得越来越大，便从不稳定的冰层裂缝中释放出来，那些曾被埋藏的二氧化碳冰状物发生了爆炸，并在穿过表面冰的时候将深色的沙子带到了地面。我们在图像中看到的黑色条纹，实际上就是深色的沙子通过冰裂缝向下推出、并沿着沙丘滑动的例子。

简而言之，火星上南北极的沙丘形态演变，都共同反馈了季节变化对这个星球上自然地貌的影响，而这个季节正是代表着万物复苏的春天。在我们地球上的春季，随着气温的回升，冬眠的生物将苏醒、沉睡一季的植物开始恢复生机，更有各种类型的动物准备交配。众所周知，火星是一个异常寒冷的星球，但它也有季节的更替，只是我们需要更细致的去观察这个世界上的细微变化，科学家们便是通过图像来跟踪火星上的春天从何时开始。

火星沙丘的形态与季节密切相关

在火星的冬天，极地表面会被一层二氧化碳薄冰所覆盖，直到春天到来之后，这些冰层才会开始逐渐升华，从之前的固体形态转化为蒸汽。由于这些形成于冬季的冰粒几乎是透明的，阳光可以直接照射到底部，因此冰融化的这个升华过程是至下而上的发生。在该过程中，冰层会因为温度的升高而开裂，而被困在下方的气体会趁此机会猛烈释放，当其在冰层中发生爆炸的时候，携带了深色的沙子。简而言之，春季的这些沙丘地区会发生解冻现象，剧烈气体和风向一同塑造了这些沙丘区域的独特自然地貌。

与我们地球上的季节更替有所不同，火星的季节并不是均分全年的四分之一，这跟它的运行轨道有关。我们的地球轴向倾斜为23.3度，而火星的相同维度值则为25度，这样的数据比我们的地球略高，同时，火星上的一年相当于687个地球日，因而它的季节并不会与我们地球上的季节同步。地球总是以相对稳定的速度围绕太阳周围运动，并且运行轨道也几乎为圆形，而火星的轨道则呈现出了更加椭圆的形态，并且拥有不同的旋转速度。这便是为什么地球上的季节会几乎在相同的时间节点进行更替，而火星上的季节却并不是如此发生着变化，科学家们需要通过不同的测量来标记火星季节。

火星沙丘具有的独特移动方式

科学家们通过探测器收集到了大约500个火星沙丘的移动数据，在对这些沙子的运动进行了研究之后，了解到了该星球上沙子和风之间的相互作用。而后，再将这些数据与地球上的同类现象进行了对比。从分析结果来看，火星上的风能有限，在地表无法实现将大量物质进行推移，在这片红色星球上甚至需要耗费数年的时间，才能看到我们地球一个季节便可以带来的运动变化。

科学家们为了测量出每个沙丘的移动速度，便调取了该年份里的，同一地面在不同时间点的图像，由于火星上的气氛不像地球一样浓厚，因而其沙丘的移动速度，只达到了地球上沙丘移动速度的极小一部分。更让我们意外的是，其中少数几个地点的沙子的移动出现了明显加快的现象，它们分别是火星的北极地区、Syrtis Major山脉区域和Hellespontus山脉区域。研究人员认为，这些更快移动的沙子，可能是因为其本身就具有不同类型的表面特征，再加上附近温度的变化，才导致这种戏剧性的沙丘运动。众所周知，火星上的环境和我们的地球完全不同，在其地表附近的地下没有液态水、也没有植物生长来影响沙丘的运动方式。因而，我们无法通过地球上沙丘的运动变化因素，简单粗暴的直接得出火星沙丘移动的原因，反而需要更多的时间和更先进的探测器，以进行更多的观察和数据收集。