火星曾經潮溼，後來失去水分，塵暴可能是罪魁禍首之一

2020-11-16 中國科學報

作者：徐銳

2018年，火星被塵暴包圍（如圖所示），這使得水從火星上「逃逸」。圖片來源：ESA

本報訊 在沙丘、礫石、隕石遍布的火星上，塵暴十分常見。但每隔十年左右，一場不知緣由的可怕塵暴就會席捲整個火星，將其掩埋在漫天塵土下。2018年的火星塵暴就將美國宇航局的「機遇號」火星探測器太陽能電池板覆蓋在灰塵中，導致其「死亡」。

除了為人類探測火星帶來阻礙，火星塵暴可能還是使這個曾經潮溼的星球失去水分的罪魁禍首之一。

近日，發表於《科學》的來自美國宇航局火星大氣和揮發性組分演化探測器（MAVEN）的最新數據，展示了劇烈的火星塵暴是如何將水泵入太空的。

2018年，美國亞利桑那大學的研究生Shane Stone正在查看來自MAVEN的數據。MAVEN自2014年以來一直在研究火星的高層大氣，當它下降到150公裡的最低軌道高度時，一臺儀器直接對薄紗狀的火星大氣層進行了採樣，發現當塵埃在較低高度旋轉時，大量的水集結到達大氣層邊緣。

事實上，早在2014年就有跡象表明塵暴可能以某種方式使水上升，當時兩個研究小組報告了2007年哈勃太空望遠鏡和火星快車探測器在上一次火星全球塵暴之後進行的紫外線觀測數據，他們注意到高層大氣中有一團氫的螢光霧，隨著火星南半球夏季的結束和塵暴的減弱逐漸消失。而氫的唯一合理來源是水。

自此之後，研究人員又利用MAVEN和歐洲航天局的示蹤氣體軌道飛行器（TGO）上的儀器進行觀測。TGO的觀測結果顯示，夏季整個火星南部大氣水分含量逐漸上升，而MAVEN的數據則表明，火星區域和全球性的塵暴導致大氣含水量達到峰值。在2018年火星塵暴開始的前兩天裡，高層大氣中的水豐度（通常約為百萬分之三）翻了一番多；到了夏季的高峰期，塵暴和整體氣溫變暖最終將大氣中的水豐度提高至百萬分之六十。

根據MAVEN團隊計算，如果觀測到的水分損失率在整個火星歷史中持續存在，將失去的水均勻分布於火星表面，可以形成一個深度超過25米的全球海洋。

不過，Stone補充道，對於這種由塵暴驅動的毀滅在火星上運行了多長時間還處於猜測階段，它可能是近期發生的，也可能是數十億年前火星乾涸的關鍵。

研究人員認為，火星曾經有一個在其歷史早期就失效的保護性磁場，它使得太陽風能夠深入火星大氣層，那裡全球性的塵暴正在使水分流失。美國科羅拉多大學博爾德分校行星科學家、火星快車探測器領導者Michael Chaffin表示，如今MAVEN觀測到的可能是「行星死亡螺旋」的尾聲。（徐銳）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.aba5229

《中國科學報》 (2020-11-16 第1版 要聞)

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