火星“消失”的水藏在哪?最新研究揭答案

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【新唐人北京时间2021年03月18日讯】火星与地球一样处于太阳系中的宜居带内。数十亿年前的火星充满着湖泊和海洋,但火星后来变成荒凉的岩石星球。原来的水哪去了?最新研究报告称:水一直在,只是渗入火星地壳的矿物中了。

作为距离地球最近的星球之一,火星和地球一样处于太阳系中的宜居带内。由于火星独特的地形地貌,以及与地球类似的某些物理特性,人类对火星的探测一直兴趣浓厚。

多年以来,火星一直被视为人类移民的首选星球。大约在40亿年前,火星曾经历了温暖湿润的时期,那时火星有较厚的大气层,地面也有河水流淌。

为了探测火星上与水和生命有关的信息,至今人类已经发射了至少50个火星探测器

从探测器发回的图片可以看到,现在的火星表面保留了河床、三角洲、峡谷以及湖盆等可能由地表水活动形成的地貌,说明火星在远古时期有大量地表水存在,而且对火星地形的塑造起了重要作用。

火星上的水到哪去了?科学界原来有两种观点,一是认为火星表面的水以沉积岩的形式存在于火星地表以下。

另一种观点认为,由于缺少全球性偶极磁场的保护,强烈的太阳风和辐射逐渐剥夺了火星的大气,水经过蒸发和电离变成带电粒子,沿着火星磁力线逃逸出火星大气。

3月16日,中央社报导称,美国国家航空暨太空总署(NASA)资助的新研究报告称,火星上的这些水渗入了火星地壳的矿物之中。

该研究发表在“科学”期刊(Science),主要执笔人薛勒(Eva Scheller)说,他们是在说明,地壳形成所谓的含水矿物,所以矿物结晶体里其实有水。薛勒的模型也显示,火星早期的水现在仍有30%到99%存在矿物中。

科学家认为,40亿年前,火星有足够可覆盖整颗星球的水,约100至1500公尺深。由于火星很早期就失去了磁场,大气渐渐逸散,火星的水消失了。

2011年,美国的“火星勘察轨道器”(mars reconnaissance orbiter, MRO)搭载的“高分辨率成像仪”(HiRISE)拍摄到火星表面或亚表层存在季节性斜坡纹线,经光谱分析,季节性斜坡纹区域的矿物是溶于水后再沉淀富集而成,这个结果提供了现今火星上存在液态水的有力证据。

2018年“科学”期刊发表Dundas等人的研究成果,他们在对火星中纬度地区的八处断崖地貌进行分析研究后,发现火星中纬区域的地下1~2米至100多米存在大量的纯净水冰。

最新研究报告称:火星上的水一直在,只是渗入火星地壳的矿物中了。(pixabay.com)

最新报告也显示,火星早期的水虽然有一部分已经消失,但大部分的水至今依旧存在。

NASA团队运用火星探测车取得的观察资料以及对火星陨石的观测,着重研究水的重要成分“氢”。氢原子有不同种类,大部分氢原子原子核只有一个质子,但约0.02%氢原子既有质子也有中子,因此重量较沉。这种氢就是“氘”,或称“重”氢。

由于较轻的氢会以较快的速率逸散到大气中,火星表面流失大部分的水到大气中,会留下相对较多的氘。但考量到火星早期据信拥有相当庞大的水量,加上太空船观测到现今的氢逸散率,单以大气逸散,无法解释目前氘对氢的比率。

根据团队模拟,火星在37亿至40亿年前消失最多水。如今火星变成现有状态是由两个机制联手造成:既有水渗入火星地壳的矿物中,也有水逸散到大气里。

目前火星的大气层分为低层大气和高层大气,由二氧化碳、氮气、氩、氧气、一氧化碳等组成,其中主要成分为二氧化碳,体积比占95.32%,而氧气只占0.13%。

火星大气逃逸主要发生在三个区域:1是太阳风吹到火星背面,占大气逃逸总量的75%;2是极区上空,占大气逃逸总量的约25%;3是绕火星的延展云层,仅占大气逃逸总量的很小部分。

火星现在十分干旱,火星风与尘暴频繁,火星风的平均风速达4.3m/s,在地形交界处的风速可高达50m/s,常伴有强烈的尘暴,加剧了火星大气的剧烈运动和逃逸。

(记者李芸综合报导/责任编辑:祝馨睿)

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