火星古老沙暴痕迹于波纹沉积物中现形
放大查看。以下是火星颚骨峡谷地区的一些基岩块，上面有波纹痕迹。这些波纹是火星上一场强烈远古沙尘暴的证据。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院马林空间科学系统公司美国地质学会《天体生物学》杂志。
火星上存在规模巨大的沙尘暴，有时可覆盖整个星球。而在过去，情况可能更为剧烈。 好奇号火星车在基岩露头上发现的奇特波纹状痕迹，表明约35亿年前曾发生过一场强度远超现今的沙尘暴。 这些波纹也为火星远古时期拥有比现在稠密得多的大气层提供了进一步证据。
火星上的古代沙尘暴
火星以其巨大的尘暴（即沙尘暴）而闻名。即使在火星极为稀薄的大气层中，沙尘暴也很常见。目前，美国国家航空航天局（NASA）的好奇号火星车首次找到了约35亿年前火星曾发生古老沙尘暴的确凿证据。一个由英国帝国理工学院牵头的研究团队表示，强烈的沙尘暴席卷了盖尔陨石坑，这是火星上一处大型陨石坑，包含颚骨峡谷等区域。这些线索来自火星车在石板上发现的波纹状涟漪痕迹。
这类波纹在地球上较为罕见，而此次是在火星上首次发现。其形成需要持续的风力吹动沙粒。大多数其他沉积构造记录的是从季节性变化到数千年时间尺度的地质过程，而此类波纹则仅能反映持续数分钟至数小时的风暴事件。
《地质学》杂志于2026年3月27日发表了这一发现经同行评审的详细信息。
火星的大气层目前比地球的大气层稀薄200倍。岩石中记录的一场30亿年前的沙尘暴可能是火星大气层并非一直如此稀薄的首个直接证据。这是我为science.org撰写的最新文章。
—詹姆斯丁南（jamesdinneen.bsky.social）2026年4月6日19时13分723毫秒
沉积物中的涟漪
研究人员是如何发现这场巨大古代沙尘暴的证据的呢？答案就藏在沉积岩板中的波纹结构里。这些毫米厚的褶皱状薄层纹路在地球上极为罕见，也被称为超临界爬升风成波痕层理，只有持续强风搬运大量沙粒才能形成这类结构。
事实上，火星在几十亿年前有更厚的大气层。这意味着那时它一定也有更强的风。如今火星仍然有风，但在更稀薄的大气层中，这些风更弱了。史蒂文班纳姆是伦敦帝国理工学院的行星地质学家，也是这项新研究的主要作者。他说：
人人都知道火星上有风。那里有大气层，空气必然会流动，形成微风和阵风，所以肯定也会有风暴。但这是我们找到的关于此类沙尘暴的首个确凿证据。
放大查看。火星该区域的更宽视角图像，包含颚骨峡谷（JawboneCanyon），好奇号探测器曾在该处发现古代波纹构造。图片源自美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPLCaltech）《物理学家组织网》（Phys.org）。
短期和长期大风事件
涟漪记录了仅持续几分钟的单次阵风，同时也记载了持续数小时或更长时间的持续性风事件。论文中指出：
这些是目前为止为古火星所识别出的持续时间最短的风速波动，记录了火星气候变得日益干旱时期极为短暂的大气状况。最后，这些爬升波痕组出现在一个薄的地层序列中，这表明它们记录了一次更广泛的持续事件，比如一场持续数小时或更久的沙尘暴或大风。这是火星上此类事件的首个直接物理证据。
沙尘暴持续时间虽短，但强度很大，班汉对此作了解释。
真正令我惊叹的是，你只需想象一下，在数十亿年前某个周二的午后，一场沙尘暴席卷了盖尔陨石坑。那场景宛如电影《沙丘》中所呈现的沙尘暴画面，风沙涌动间，沙纹结构随之形成。或许次日，风势便恢复如常，盖尔陨石坑又迎来一个晴朗的日子。而那场沙尘暴确曾发生，我们如今手中握有它留下的确凿物理证据。
欧洲航天局（ESA）的火星快车号航天器曾拍摄到火星上的一场局部沙尘暴，这是一场席卷全球的沙尘暴的前奏。图片来源：欧洲航天局。
一次偶然的发现
这一发现纯属偶然。班纳姆及其同事碰巧在火星车拍摄的黑白全景图像中注意到了这些波纹。这些波纹位于名为颚骨峡谷的区域内的基岩块上。研究人员最初并不确定它们究竟是什么。经过更仔细的观察，他们确认这些是岩石板上的波纹，但看起来有些不同寻常。班纳姆表示：
这真是非常偶然的发现。我们原本并未刻意寻找这些沉积物，结果一转过弯就发现了它们。幸运的是，当时值班的人员恰好具备识别这些沉积物的专业能力。
事实上，这些波纹看起来就像在地球上看到的毫米厚的起皱层理，这种层理只有风沙才能形成。
史蒂文班纳姆是伦敦帝国理工学院的行星地质学家，也是关于火星沙尘暴的这项新研究的第一作者。图片来源：伦敦帝国理工学院。
很久以前大气更稠密的证据
已有充分证据表明，火星的大气层在数十亿年前曾更为稠密，更接近地球。这些新发现进一步佐证了这一点。目前稀薄的大气层已不足以产生足以形成所观测到波纹强度的风力吹动沙粒。因此，这意味着当时的大气层必定比现在稠密得多。正如班汉所指出的：
这些沉积物本身表明，当时的大气比现在更稠密，才能形成这些结构。
艺术家绘制的火星盖尔陨石坑古代湖泊及流入其中的河流概念图。除了沙尘暴外，科学家还发现证据表明，数十亿年前火星上的降雨或降雪形成了河流，汇入这些湖泊。如今，研究人员希望能在岩石中找到保存下来的古代雨滴痕迹。图片来自KevinGillFlickr（CCBY2.0）。
在火星上寻找远古雨滴
一项2025年的研究揭示了降雨或降雪如何在火星上形成河流，进而补给古代湖泊。目前，研究人员正致力于寻找火星远古降雨的确凿证据，具体形式为保存下来的雨滴撞击痕迹。迄今为止，火星探测器和着陆器尚未发现此类痕迹。班汉姆表示：
人们自火星探路者号和勇气号机遇号火星车以来就一直在寻找这些痕迹，但至今尚未发现。火星上必然曾有降雨，因为我们已观测到河流与湖泊沉积物的证据。然而，除非亲眼见到雨滴撞击形成的坑穴，否则我们还无法获得降雨的确凿证据。若真能发现这类痕迹，那将意义非凡。
火星上沙尘暴很常见。但岩石露头中的波纹结构揭示了约35亿年前火星曾发生过一场更为强烈的沙尘暴。
来源：火星盖尔陨石坑超临界爬升风成波痕地层记录的一场古老沙尘暴
经由美国地质学会天体生物学
BY: Paul Scott Anderson
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://earthsky.org/space/sandstorm-on-mars-dust-storms-ripples-curiosity-rover/
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