火星上的云彩固然不像我们地球上看到的 那样令人惊叹，但火星能够 形成 云彩这一事实本身就相当 remarkable。它是一颗寒冷、干燥、地狱般贫瘠的红色岩石——与数十亿年前可能温暖湿润的世界相去甚远。它的大气层厚度只有地球的 1%。科学家们一直难以理解，在如此多的不利因素下，火星如何能持续形成云彩。
事实证明，这颗红色星球有一个小技巧。在本周 Nature Geoscience 上发表的新研究 中，一组科学家提出，陨石撞击可能是火星云层形成的关键。
“火星上的云彩非常稀薄，”科罗拉多大学博尔德分校的研究助理、新研究的首席作者 Victoria Hartwick 说。它们像地球上方的云彩一样由冰晶组成：水滴凝结在颗粒物上（通常是海盐、烟雾或某种污染物），形成一个小的冰核，并不断吸积更多的凝结物。长期以来，人们一直认为地表扬起的矿物尘埃是形成这些云彩的唯一颗粒。
“问题就出在这里，”Hartwick 说。很容易看出火星上的风可以将尘埃扬升到约十几英里高的地方。但云彩通常在高达 30 英里左右的高度形成。
一个关于这如何可能发生的线索实际上来自地球。我们所拥有的最接近火星云层的类比是薄而飘渺的高海拔云层，包括夜光云。“地球上的那些云彩在日落后不久的天空中非常美丽，因此它们被称为‘夜光云’，”该研究的合著者 Brian Toon（也来自科罗拉多大学博尔德分校）说。“Victoria 知道地球上的这些云彩是在流星雨烧毁大气层留下的碎片上形成的。”
这些碎片的正式名称其实相当“金属”：陨石烟尘，也称为陨石穿过大气层时产生的星际尘埃颗粒的燃烧副产物。“烟尘颗粒非常小，可能比原子大十倍，”Toon 说。“但每一次流星划过，都会产生 大量 的烟尘。”
火星并不陌生于陨石的造访。NASA 的 MAVEN 轨道器负责研究这颗行星的大气层，并 揭示了火星大气层消失的原因，此前该轨道器已发现由此产生的冰晶最终会进入火星大气层。每天，大约有 2.2 到 3.3 吨源自陨石烟尘的尘埃颗粒落入火星大气层。
“我们想将高海拔冰核的这个来源添加到我们的模型中，看看我们是否能重现观测到的中层大气水冰云场，”Hartwick 说。
Hartwick 和她的团队对火星的云层形成进行了一系列计算机模拟，发现考虑陨石烟尘后，能够重现一次又一次观测到的中层大气云场。在方程中加入更多陨石，产生的颗粒有助于提供种子，使冰核能够形成在 18 英里以上的高空中。
目前尚不清楚是否存在由季节或其他变化引起的波动。Hartwick 和她的团队怀疑，彗星飞掠之类的事件可能会帮助向这颗行星输送更多尘埃，并促进更多的云层形成。火星大气层中 60 英里以上的高空云层已被观测到（肉眼几乎看不见），但尚不清楚陨石烟尘是否是它们如此高Altitude形成的原因。所有这些仍然需要进一步的研究。
但总的来说，这些发现有助于阐明外部变量对于控制火星天气和气候系统的重要性——这是一个巨大的研究领域，因为人类正在更认真地计划访问这颗红色星球并最终在那里建立定居点。例如，一些模型表明，高空云层可以使早期火星气候变暖。“在太阳系早期，陨石物质的通量会更高，因此通过这种方式形成的云层可能更普遍，并且可能很重要，”Hartwick 说。
Toon 认为，过去高空云层的丰富可能解释了数十亿年前火星的河谷是如何形成的，当时火星应该比现在更冷（因为太阳当时实际上更暗）。这个理论并非没有争议，因为高空云层在当时本应难以形成，但我们对中层云层形成的最新理解可能仍然适用于大气层更高层。
未来的地球改造者请注意：“有可能，”Hartwick 说，“中层大气中形成的云层可以使行星温度升高到零度以上，”这对任何希望让火星重新宜居的人来说都是一个非常诱人的前景。很难相信像云这样短暂的东西会如此重要，但正如科学中的大多数事情一样，永远不要低估小事的重要性。
