作者:瀚海狼山
在火星近地軌道上長期運行的美國探測器,2019年5月份拍攝到火星斷崖上發生了比較大規模的「雪崩」;這是由於火星北半球夏季的到來,陽光加熱了火星斷崖頂部的巨大冰川。部分「積雪」從500米的高度直接墜落到斷崖下的沙漠上,引發了明顯的塵埃騰起。這不是第一次拍攝到火星上發生「雪崩」。前幾年也記錄到一次太空隕石砸在火星極地的冰層上,也引發了比較大的雪崩。但是2次大雪崩,都沒有記錄到形成流動水的跡象,這又是什麼原因呢?瀚海狼山認為,首先還在於火星極地的冰川,主要成分被認為大多數是二氧化碳凝結成的乾冰,而並非全部是水汽凝結成的水冰。火星的大氣成分,95%是二氧化碳,水汽含量很少。至今人類發射的火星地面巡視探測器,也都沒有到達火星的南北極冰川,直接分析火星兩極大冰蓋的具體成分。
看看火星冰蓋的水冰和乾冰各佔多少比例。但是根據各種跡象推測,火星冰蓋的真水冰含量可能不高。但是水冰肯定也是有的,因為火星大氣層中,曾經被探測出有水蒸氣雲。
那麼火星為何現在既不下雨,表面又沒有流動水,甚至大雪崩下,也不見一滴水呢。很大一個問題,就是火星的氣壓實在太低。地球表面有規模巨大的海洋和江河湖泊,很大原因是地球的引力足夠大。有足夠厚的大氣層和大氣壓保持海洋不會被太陽風吹乾。
物理意義上的一個標準地球大氣壓,是規定在零攝氏度、北緯45度的海拔零高度的大氣壓力。1標準大氣壓=1.013×10^5帕斯卡=760毫米汞柱=76釐米汞柱=10.336米水柱。也就是說,一個標準的地球大氣壓在10萬帕斯卡稍微多一點。
那麼火星上的正常溫度和大氣壓是多少呢。火星的赤道溫度,正常溫度測量是-26℃~-108℃,也就是說,白天中午最高時可以高達零下26攝氏度,而晚上則低到零下100多度,正常的白天溫度也和臘月裡的哈爾濱白天差不多,晚上則非常冷。在火星赤道的夏至日,也曾經測量到火星白天出現了零上21度的「高溫」,和秋季的北方舒適溫度差不多,但這是非常罕見的。
大部分時間,大多數地方,火星的白天正常溫度也都在零下幾十度。冬季的極地則會到零下130度。這也是零下78.5度就能把火星大氣中的二氧化碳凝結成大量乾冰的原因。火星赤道的大氣壓平均只有770帕斯卡,只有地球上大氣壓的130分之一!
而且火星的大氣壓很不穩定,冬季可以降低到500多帕斯卡,只有夏季冰蓋融化,增加大氣的含量,氣壓才到700多帕斯卡。這個密度和氣壓,只相當於地球大氣層在4萬米以上的高度的水平,也就是平時純氫氣球才能到達的高度。如此低的氣壓,導致飽和蒸汽壓力太低,水完全無法液態存在。因此即使火星的南北兩極真的被發現有大量的水冰,也無法在火星自然壓力下融化成水。火星上的水,只能和二氧化碳轉換成乾冰一樣,要麼是固體冰,要麼就是純粹的氣體,沒有中間液體的存在。
在液態水中加入大量的鹽分和礦物質,變成滷水可以在更低的氣壓下保持液體狀態,但是火星的氣壓實在不達標,至今連地下滷水也沒發現。不過有人認為火星過去也是有海洋和河流的。不過由於火星的體積和引力太小,最終被太陽風把海洋徹底吹乾了。現在即使可以人工融化火星冰蓋增加全火星氣壓,但是只要太陽風不變,那麼有多少水就吹乾多少。最多只能在火星表面設置人工的增壓大型溫室維持人類常駐。