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美國新研究:火星有可能將水的海洋隱藏在地殼下

2021-11-08由 流芳科學 發表于 歷史

也許這些可能並沒有丟失到太空中。一項新的研究發現,海洋中的水可能仍被埋在火星的地殼中,而不會像以前長期認為的那樣流失到太空中。美國宇航局在一份宣告中說先前的工作發現火星曾經足夠溼潤,可以用約100至1,500米深的水覆蓋其整個表面,其中水的含量約為地球大西洋的一半。由於地球上幾乎到處都有生命存在水,因此火星上的這種水歷史增加了火星曾經是生命的家園的可能性,並且可能仍將其寄託。

美國新研究:火星有可能將水的海洋隱藏在地殼下

火星的馬賽克由大約100張維京軌道飛行器影象組成。 (圖片來源:NASA / JPL-Caltech / USGS)

但是,火星現在又冷又幹燥。以前科學家認為,紅色星球失去保護磁場後,太陽輻射和太陽風將其大部分空氣和水剝奪了。火星在大氣層中仍然擁有大量的水,而冰只會覆蓋約20至40 m厚的全球水層。但是最近的發現表明,火星不可能沒有將其所有的水都流失到太空中。來自NASA的MAVEN(火星大氣與揮發性揮發)飛行任務和歐洲航天局的火星快車軌道飛行器的資料顯示,以水從紅色星球大氣中消失的速度,火星將失去僅約10至82英尺的全球水域。

美國新研究:火星有可能將水的海洋隱藏在地殼下

現在,科學家發現,火星曾經擁有的大部分水可能仍隱藏在紅色星球的地殼中,並被鎖定在火星表面下方岩石的晶體結構中。他們於3月16日線上在《科學》雜誌和“月球行星科學會議”上詳細介紹了他們的發現。研究人員利用來自火星上的火星車和航天器以及來自火星的隕石的資料,開發了一個“紅色星球”模型,該模型估算了開始時有多少水,以及隨著時間的流逝會損失多少水。造成這種損失的潛在機制包括水逸入太空,以及化學方式摻入礦物中。

美國新研究:火星有可能將水的海洋隱藏在地殼下

科學家估計火星在太空中損失了多少水的一種方法是分析其大氣層和岩石中的氫含量。每個氫原子在其原子核中都包含一個質子,但是一些氫原子具有一個額外的中子,從而形成一種稱為氘的同位素。規則的氫比重的氘更容易從行星的重力中逸出。透過比較火星樣品中較輕的氫和較重的氘原子的水平,研究人員可以估算出紅色星球隨時間流逝會損失多少規則氫。由於每個水分子都是由兩個氫原子和一個氧原子組成的,因此這些火星氫損失的估算反映了火星水已經消失了多少,因為太陽輻射將火星上的水分解成氫和氧分子。

火星的水是怎麼消失的?

新研究中科學家發現化學反應可能導致火星最初必須被鎖定在礦物質中並埋在行星地殼中的水的30%至99%。然後,所有剩餘的水都流失到太空,這解釋了火星上氫與氘的比率。總體而言,研究人員認為,火星在大約41億至37億年前的Noachian時期流失了40%至95%的水。他們的模型表明,大約30億年前,“紅色星球”上的水量達到了目前的水平。

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天問一號拍攝火星表面

火星基本上已經變成了我們今天所知道的乾燥,乾旱的星球,距今三十億年前。由於火星在遙遠的過去將水流失到太空的速度存在不確定性,因此對火星地殼中埋沒的水量的新估計範圍很廣。2月降落在火星上的NASA毅力號火星車可以幫助完善這些估計,因為它將進入火星地殼最古老的部分之一,因此可以幫助我們確定過去的失水過程地殼要好得多。

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毅力號

儘管火星所擁有的大部分水可能仍被鎖在地殼內,但這並不意味著未來任何前往“紅色星球”的宇航員都會發現很容易提取這些水來幫助他們生活在那裡。總的來說,火星地殼中還沒有多少水,所以你必須加熱很多岩石才能獲得可觀的水量。

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