火星「消失」的水藏在哪?最新研究揭答案

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【新唐人北京時間2021年03月18日訊】火星與地球一樣處於太陽系中的宜居帶內。數十億年前的火星充滿著湖泊和海洋,但火星後來變成荒涼的岩石星球。原來的水哪去了?最新研究報告稱:水一直在,只是滲入火星地殼的礦物中了。

作為距離地球最近的星球之一,火星和地球一樣處於太陽系中的宜居帶內。由於火星獨特的地形地貌,以及與地球類似的某些物理特性,人類對火星的探測一直興趣濃厚。

多年以來,火星一直被視為人類移民的首選星球。大約在40億年前,火星曾經歷了溫暖濕潤的時期,那時火星有較厚的大氣層,地面也有河水流淌。

為了探測火星上與水和生命有關的信息,至今人類已經發射了至少50個火星探測器

從探測器發回的圖片可以看到,現在的火星表面保留了河床、三角洲、峽谷以及湖盆等可能由地表水活動形成的地貌,說明火星在遠古時期有大量地表水存在,而且對火星地形的塑造起了重要作用。

火星上的水到哪去了?科學界原來有兩種觀點,一是認為火星表面的水以沉積岩的形式存在於火星地表以下。

另一種觀點認為,由於缺少全球性偶極磁場的保護,強烈的太陽風和輻射逐漸剝奪了火星的大氣,水經過蒸發和電離變成帶電粒子,沿著火星磁力線逃逸出火星大氣。

3月16日,中央社報導稱,美國國家航空暨太空總署(NASA)資助的新研究報告稱,火星上的這些水滲入了火星地殼的礦物之中。

該研究發表在「科學」期刊(Science),主要執筆人薛勒(Eva Scheller)說,他們是在說明,地殼形成所謂的含水礦物,所以礦物結晶體裡其實有水。薛勒的模型也顯示,火星早期的水現在仍有30%到99%存在礦物中。

科學家認為,40億年前,火星有足夠可覆蓋整顆星球的水,約100至1500公尺深。由於火星很早期就失去了磁場,大氣漸漸逸散,火星的水消失了。

2011年,美國的「火星勘察軌道器」(mars reconnaissance orbiter, MRO)搭載的「高分辨率成像儀」(HiRISE)拍攝到火星表面或亞表層存在季節性斜坡紋線,經光譜分析,季節性斜坡紋區域的礦物是溶於水後再沉澱富集而成,這個結果提供了現今火星上存在液態水的有力證據。

2018年「科學」期刊發表Dundas等人的研究成果,他們在對火星中緯度地區的八處斷崖地貌進行分析研究後,發現火星中緯區域的地下1~2米至100多米存在大量的純淨水冰。

最新研究報告稱:火星上的水一直在,只是滲入火星地殼的礦物中了。(pixabay.com)

最新報告也顯示,火星早期的水雖然有一部分已經消失,但大部分的水至今依舊存在。

NASA團隊運用火星探測車取得的觀察資料以及對火星隕石的觀測,著重研究水的重要成分「氫」。氫原子有不同種類,大部分氫原子原子核只有一個質子,但約0.02%氫原子既有質子也有中子,因此重量較沉。這種氫就是「氘」,或稱「重」氫。

由於較輕的氫會以較快的速率逸散到大氣中,火星表面流失大部分的水到大氣中,會留下相對較多的氘。但考量到火星早期據信擁有相當龐大的水量,加上太空船觀測到現今的氫逸散率,單以大氣逸散,無法解釋目前氘對氫的比率。

根據團隊模擬,火星在37億至40億年前消失最多水。如今火星變成現有狀態是由兩個機制聯手造成:既有水滲入火星地殼的礦物中,也有水逸散到大氣裡。

目前火星的大氣層分為低層大氣和高層大氣,由二氧化碳、氮氣、氬、氧氣、一氧化碳等組成,其中主要成分為二氧化碳,體積比占95.32%,而氧氣只占0.13%。

火星大氣逃逸主要發生在三個區域:1是太陽風吹到火星背面,占大氣逃逸總量的75%;2是極區上空,占大氣逃逸總量的約25%;3是繞火星的延展雲層,僅占大氣逃逸總量的很小部分。

火星現在十分乾旱,火星風與塵暴頻繁,火星風的平均風速達4.3m/s,在地形交界處的風速可高達50m/s,常伴有強烈的塵暴,加劇了火星大氣的劇烈運動和逃逸。

(記者李芸綜合報導/責任編輯:祝馨睿)

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