火星上的水怎麼了?科學家已經找到了答案

2020-11-20 科普直難

1971年,由於水手9號任務的出現,出現了紅色星球上存在水的第一個證據。順便說一句,那時大衛·鮑伊(David Bowie)演唱了他的著名歌曲《火星上有生命嗎?》。然後,在同年12月,蘇聯血統自動行星際站(AMS)「火星3號」發射升空至火星,在此期間建立了許多因素,包括測量到的行星大氣中水蒸氣的含量。49年後的今天,科學家們相信,數十億年前的火星要溫暖得多,裡面盛滿液態水。但是這些水都流到哪裡了?最近,由於美國國家航空航天局(NASA)的「火星大氣與揮發性演化」(MAVEN)太空飛行器,科學家對「紅色星球」的大氣層有了更深入的了解,並且似乎找到了解決這個問題的答案。原來

火星水去了哪裡? 2017年,牛津大學的研究人員建議,大部分水都被困在火星巖石中,巖石像巨海綿一樣吸收了液態水。一個國際科學家小組使用計算機模擬和收集的有關地球上此處巖石的數據得出的結論是,火星上的玄武巖比我們自己星球上的同等巖石所能容納的水分多出25%。這可能有助於解釋水消失的位置。

牛津大學第一作者約翰·韋德(John Wade)表示:「科學家們一直在思考火星水在哪裡消失,但我們從未測試過吸水理論是由於簡單的巖石反應而引起的。」

由於溫度,壓力和巖石本身化學成分的差異,火星上的水可能會被巖石表面吸收,而地球保留了湖泊和海洋,該研究的作者寫道,發表在《自然》雜誌上。但是巖石和巖石几乎不可能吸收所有的火星水。

今天,由於一支國際科學家團隊的研究,我們知道在火星表面下存在著一個地下湖泊系統。幾本科學著作的作者立刻相信這些湖泊中的水是鹹的,但是科學界對此分數仍存在爭議。這種情況應該在2021年2月中國天文一號軌道衛星進入火星大氣層時得到解決。

火星大氣的秘密

為了了解火星水在哪裡消失,科學家抬頭-距離火星表面約150公裡。正如《逆反》(Inverse)出版物所寫,研究行星大氣的這一特定部分而不是其表面,對於科學家重新了解火星水的狀況至關重要。

科學家感興趣的部分大氣進入了太空。正如發表在《科學》雜誌上的論文的作者所寫的那樣,這不是某種硬性的邊緣,而是一種平穩的過渡。所有具有大氣層的行星,包括地球,都具有這個過渡空間,我們稱其為外層空間。在這裡,恆星的光將中性分子分裂成其組成部分,例如,二氧化碳分解為碳和氧。

正是在這個過渡空間中,團隊發現了水的痕跡。研究作者寫道:「這真是令人驚訝,對理解地球上的水消失的位置具有重要意義。」 塵暴-根據新數據,從火星表面升起的沙塵暴似乎在數百萬年的時間裡慢慢吸收了行星的水,在漫長的旅程中將水分子掃入大氣。

在我們的星球上發生了類似的事情-蒸發的水分子向上移動,直到它們從氣體凝結成液體,變成雨雲。發生此過程的地方稱為熱暫停。

熱暫停-位於熱圈上方的行星大氣的上層,其特徵在於過渡到恆定溫度。系外層位於上方。

在火星上,熱停頓沒有達到應有的效率,也不如地球的熱停頓那樣有效。結果,當水進入火星的高層大氣時,它會與大氣分子發生反應並分解成氫和氧-研究表明,氫可以完全離開火星大氣層-最終在太空中永遠消失。

亞利桑那大學科學家的發現揭示了紅色星球從一個可能從地球到今天我們知道的沙漠星球的演變。科學家認為,儘管火星表面到處都是古老的湖泊和河流,但僅剩的水可能被困在地下。

沙塵暴

用於探測火星MAVEN大氣層的美國人造衛星可以在火星沙塵暴期間進行研究。儘管大多數其他衛星都繞圓形軌道運行,這意味著它們一天又一次地在同一時間一次又一次地注視著火星的同一部分,但Maven不斷地在火星上嘗試不同的時間,經度和緯度條件。緯度」,研究人員寫道。

火星上的沙塵暴經常發生在地球的不同區域,但在2018年,全球性風暴取代了這個星球。但是,對於科學家團隊來說,這次活動取得了成功,因為它提供了「整個星球如何應對風暴的前所未有的見解」。但並非所有人都讚賞這場風暴。美國國家航空航天局(NASA)的火星探測車(Opportunity)在火星表面巡邏。暴風雨期間揚起的灰塵落在飛船的太陽能板上,擋住了太陽的光芒並剝奪了能量,這最終結束了歷史性的旅程。


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