太陽風「吹」掉了火星「外衣」

2021-01-14 高中化學

題圖為太陽風吹走火星高層大氣示意圖。

當太陽風擊中火星時,火星大氣損失的速率會提高10%-20%

全球性的偶極磁場保護了地球的大氣

  NASA本月6日又公布在火星探索方面的一個重大發現:馬文探測器發現了火星大氣在太陽風轟擊下散失的證據。

  科學家們曾經以為,火星大氣的稀薄的部分原因,是因為其中的二氧化碳退縮在了火星土壤中。然而馬文號的探測結果表明,大部分二氧化碳並沒有退縮在土壤中,而是永久地在太空消散了。

  火星是否具有適合人類移居的潛力?火星上是否存在大規模的水?火星氣候是如何變遷的?回答這些問題的關鍵,是了解火星不同系統之間的相互關係隨時間變化的歷史。

  之前的火星探測任務已經證明,火星曾經有過大規模的液態水,這要求火星有濃厚的二氧化碳大氣層,以實現持有液態說所需要的溫室效應。但大氣層中的二氧化碳來自哪裡?火星上的液態水來自哪裡?我們在火星表面或一定深度都沒有發現充足的含碳礦物,無法支持火星曾經濃厚的二氧化碳被埋藏到了地下的說法。然而,火星大氣逃逸、消散到太空中可能是火星氣候變化的主要原因。馬文號通過測量火星高層大氣與太陽和太陽風的相互作用,研究火星大氣逃逸的過程。由於火星沒有全球性的磁場,太陽風可以直接抵達火星,將火星高層大氣中的帶電離子驅趕走。而地球由於有磁場的保護,帶電的太陽風離子無法直接抵達地球大氣層,導致太陽風離子對地球和火星大氣產生了不同的影響。馬文號測量了火星大氣中離子的總逃逸速率及其速率變化,探測結果發現,過去40億年中,火星大氣粒子逃逸對氣候變遷有巨大影響。
  火星大氣逃逸主要發生在三個區域:一是太陽風吹到火星背面,佔大氣逃逸總量的75%;二是極區上空,佔大氣逃逸總量的約25%;三是繞火星的延展雲層,僅佔大氣逃逸總量的很小部分。
  不僅太陽風,不時出現的太陽風暴產生的影響更為顯著。尤其是在太陽系形成的早期,太陽風暴出現的機率更為頻繁。
  當太陽風暴擊中火星大氣層時,大氣逃逸速率將提高約10%-20%。火星平均每秒約有100克的大氣被吹走,相當於一個漢堡包的質量。


相關焦點

  • NASA 最新研究:火星大氣層的流失可能肇因於強烈的太陽風
    一系列令人驚豔的美國太空總署(NASA )動畫顯示出太陽是如何慢慢地剝奪掉火星的大氣層。過去試著解釋火星是如何逐漸失去其大部分的大氣層的研究都將主要原因指向火星表面巨大的塵暴。然而,最新的研究認為,火星微弱的磁層(magnetosphere)及以每小時100 萬英裡(約每小時160 萬公裡)的速度向外吹的太陽風(solar wind)之間的磁互動才是將火星的大氣層趕走的原因。
  • 什麼是太陽風,猛烈的太陽風會把地球吹跑嗎?
    科學界一般把低於400km/s的太陽風稱為低速太陽風,把750km/s的太陽風稱為高速太陽風,最高速度的太陽風可達1000km/s。這樣一比就知道了在太陽風面前,地球上的風暴是蝸牛了吧?12級颱風風速才32m/s,16級以上颱風風速才等於或大於51m/s,與太陽風每秒單位差了個「k」,一個是以米計,一個是以千米計,差了三個數量級。也就是太陽風比地球風快了幾千倍!最高時速可達300萬公裡!地球上還沒有任何人造飛行器能夠達到太陽風的速度。
  • 缺乏磁場保護,火星大氣層被太陽風「吹跑」,地球會不會也這樣?
    這樣來看火星根本就不適宜人類繼續生存,如果想要真正的移民火星,除非將來火星發生翻天覆地的變化,不過事實上就在地球和火星誕生之初,二者曾經有過相似的情況,那時候的火星也和地球一樣擁有厚厚的大氣層,而且那時候的地球中大氣層二氧化碳的含量都很高,但是後來地球磁場形成強烈的保護下,大氣層可以免受太陽風的幹擾,基本的穩定在地球的表面上,而火星卻沒有受到這樣的保護
  • 太陽風把地球氧氣「吹到」月球
    日本一項最新研究發現,太陽風竟把地球氧氣「吹到」了距離地球約38萬公裡的月球。雖然此前已有研究稱地球「漏氣」,但這是首次發現地球氧氣到達月球。
  • 太陽風「偷」走了火星大氣
    原標題:太陽風「偷」走了火星大氣  科技日報北京11月6日電 (記者劉園園)北京時間11月6日凌晨3時,美國國家航空航天局(NASA)召開新聞發布會宣布,「火星大氣與揮發物演化」(MAWEN)探測任務發現了過去40億年中火星大氣演變的關鍵因素:太陽風「偷」走了火星大氣。
  • 金星上沒有磁場,距離太陽也很近,太陽風為何吹不走它的大氣層?
    太陽系的幾顆行星中,地球有著大氣層;火星的大氣層非常稀薄,壓強不足地球的1%;更遠軌道處的木星、土星直接就是一個氣態行星。 一個行星有沒有大氣層主要取決於以下幾個因素:行星的質量、行星到太陽的距離、有沒有磁場。行星的質量越大,其表面的逃逸速度往往就越大,氣體分子不容易逃逸出行星引力的束縛。
  • 火星上的水和大氣是如何消失的?
    ,在強烈的太陽風和輻射下,它的大氣被逐漸剝奪。入軌一年後,NASA披露了MAVEN火星探測器關於火星大氣層稀薄的兩大原因:第一,磁層作用影響大氣層:地球具有內稟磁場,太陽風與地球磁層相互作用形成磁層頂,可阻止太陽風和宇宙輻射射線的進入,防止地球大氣的逃逸,充當了地球的「保護傘」。
  • 地球有磁場大護盾,能在幾萬公裡外保護地球免受太陽風的破壞
    以我們太陽係為例,太陽是太陽系的一顆巨大的恆星,所有的星球都要圍著它轉,太陽內部強大的核聚變時不時向外釋放能量的時候,太陽表面就會發生耀斑,這種耀斑爆發的同時,會從太陽內部吹出大量的太陽風,太陽風屬於恆星風,太陽風是帶電的氫離子,它以每秒350到1000公裡的速度 向太陽系四散,這種速度是地球上最快風的10000倍以上。
  • 太陽風或「玩死」火星禍首 吹散大氣層綠洲變沙漠
    太陽風剝離火星大氣的藝術模擬圖(美國航天局提供) 據中新網  據新華社電 美國航天局(NASA)5日公布的火星大氣觀測結果顯示,太陽風可能是剝奪火星大氣的罪魁禍首  來自美國「火星大氣與揮發演化」探測器的觀測發現,即使在今天,太陽風每秒鐘仍在帶走約100克的火星大氣。「我情不自禁地想像著漢堡以每秒鐘一個的速度飛出火星大氣的場景,」探測器科學家戴維·布雷恩在電視直播的記者會上開玩笑說。  今年3月,一系列太陽風暴襲擊火星,上述探測器發現,火星大氣的「腐蝕」問題在此期間加重。
  • 太陽風每年吹走10萬噸大氣,幾萬年後,地球會變成第二個火星?
    在我們看來,大氣層作為地球生命的象徵,在地球的氣候穩定下來就一直存在至今了,這也是地球和火星最大的區別之一。而缺乏大氣層保護的火星和月球等星球,雖然它們都處於太陽系的宜居帶內,卻很難有生命的存在。但在一項數據中,科學家發現地球的大氣層並不總是等量的,受到太陽風的影響,地球每年會被帶走大約9.5萬噸的氫氣和1800噸的氦氣。那麼,在太陽耀斑強烈爆發的時期,地球的大氣層會被完全剝離嗎?這個問題根本不用擔心,因為相比起被太陽風奪走的大氣量,地球每天也在不斷地產生大氣的原材料。
  • 太陽風
    太陽風太陽風指的是從太陽大氣最外層的日冕,向空間持續拋射出來的物質粒子流很早以前,人們看到彗星的尾巴老是背著太陽,猜想這大概是從太陽「吹」出來的某種物質造成的。1958年,通過人造衛星上的粒子探測器,探測到了太陽上有微粒流發出。美國科學家帕克給它取名為「太陽風」。這種微粒流是從日冕的冕洞中噴射出來的。 太陽風有兩種。一種持續不斷地輻射出來,速度較小,在飛到地球附近時,平均速度約為每秒450千米;粒子含量也比較少,每立方釐米含質子數為1~10個。
  • NASA揭火星氣候變化之謎:太陽風剝離火星大氣
    點擊圖片進入下一頁      科學家在記者會上公布火星氣候變化的最新發現,身後大屏幕顯示太陽風暴颳走火星大氣層物質的想像圖。而早期的火星比現在要炎熱和溼潤得多。自從於2014年9月進入火星軌道後,美國「火星大氣與揮發演化」(MAVEN)探測器就試圖查明為何會產生如此劇烈的氣候變化。如今,NASA的科學家們根據「MAVEN」傳回的數據得出初步結論認為,是太陽風剝離了火星的大氣,使這顆星球變得荒涼乾燥,將原本炎熱和覆蓋流動水的火星表面徹底改變。
  • 為什麼火星只有稀薄的大氣層,而土衛六卻有濃密的大氣層呢?
    【每日科技網】  這個問題只能分開說,因為火星和土衛六都有其各自的多個原因。  先說火星的大氣層為什麼稀薄,如今火星的大氣壓只有地球大氣壓的1%,可謂是少得可憐,其實科學家認為火星也曾經有著相對於現在要濃厚得多的大氣層,之所以後來變得稀薄,原因是火星失去了磁場,火星曾經也像地球一樣,有著自己的磁場,但是由於某種原因導致它失去了磁場,具體很可能是受到了某個大型天體的撞擊,這個天體導致火星內部的熔巖結構發生了變化,最終使它的磁場消失,而由於火星磁場的消失,它就無法保護自己的大氣層
  • 新視野號證實:太陽風離太陽越遠,速度會變得越慢!
    在新發表在《天體物理學》期刊上的一篇論文中,由西南研究所領導的一個研究小組展示了太陽風(太陽吹出的超音速帶電粒子流)是如何在離太陽越來越遠的地方演化。以前,只有先驅者10號和先驅者11號以及旅行者1號和旅行者2號任務探索過外太陽系和外日光層。
  • 外星人探測地球,人類探測火星方案雷同
    大家好,這裡是【把話說】,今天我來說:火星。火星是目前人類最有可能移居的一顆行星,它也是離地球最近的一顆行星。它的名字雖然叫火星,但其實一點都不「火」,它上面很冷。火星和地球一樣都是繞著太陽轉,火星的公轉速度是地球的一半,地球繞太陽轉一圈是一年,那麼火星繞太陽轉一圈的話就是地球的兩年。
  • 什麼叫做太陽風?
    在赤道附近的日冕流光帶上,太陽風以每秒200英裡(300公裡)的速度傳播得更慢。緩慢的風速達到290萬華氏度(160萬攝氏度)。太陽及其大氣由等離子體組成,在極高溫度下是正電荷和帶負電粒子的混合物。但隨著太陽風攜帶的物質離開太陽,它變得更像氣體。
  • 火星探索圓滿完成,火星大氣消失之謎,終於有了答案!
    因此火星是人類迄今為止探索最多的一顆行星,這裡包括了火星探測器,火星探測車以及各種探測望遠鏡,經過大量的觀測發現,火星上面擁有很多地質遺蹟,比如說侵蝕的痕跡,火山,河床等等,表面了火星曾經有水,甚至推測火星上面存在或曾經存在過生命跡象。火星上面有薄薄的大氣層!
  • 太陽風每年吹跑地球10萬噸大氣,幾億年後,地球會變成火星嗎?
    我們的大氣層每時每刻都在被太陽風侵擾,每年都會損失10萬噸左右的大氣。長此以往,會不會在未來的某一天,地球的大氣層消失殆盡呢?到時候我們人類又將何去何從?地球是一個巖石星球,在它的外圍包裹著一層約100千米厚的大氣層。可不要小看了大氣層,正是有了它才有了地球上成千上萬的物種。我們的生存需要穩定的環境,恆定的溫度,還需要躲避宇宙射線的侵害。
  • 太陽風「輕語」揭示其身世之謎
    太陽風是由電子、質子和較重的離子組成,以平均每小時160公裡的速度穿過太陽系。科學家已經對太陽風研究了60多年,但對於太陽風仍然有著許多的困惑。比如,雖然我們都知道太陽風來自於太陽的外層大氣——日冕,但它在離開太陽時並沒有減速,反而加速了。顯然它內部有一種「加熱器」使得它在急速穿越太空時不會冷卻。  近日,研究人員利用美國國家航空航天局(NASA)發射的「帕克號」太陽探測器,在咆哮的太陽風背後,「聽」到一些微小的聲音,揭示了這些太陽風的身世之謎。研究人員懷疑,太陽風中的等離子體波可能是太陽風「加熱」的原因。
  • 火星上有水,能說明火星存在生命嗎?
    而此前,已經有相關研究在火星表面發現有水流動的痕跡。而液態水是科學家們尋找系外生命最重要的一個因素,那發現液態水是否可以證明火星存在著生命呢?火星存在生命嗎?和地球一樣,火星也誕生了40多億年,而且在40多億年中,火星的環境也不是一成不變的。