40億年前的火星可能也是海洋世界,為什麼如今變成了沙漠行星?

2020-12-14 探索浩瀚星空

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

地球有兩個鄰居,一個是金星,一個是火星,它們同地球一樣,都處於太陽系的宜居帶。雖然金星和火星都是宜居帶的行星,但是表面的生態環境卻是完全不同。

金星在質量和體積等方面同地球是最相似的,如此相似的兩顆行星,表面的生態環境應該也不會相差太大。可真實的情況卻讓人們大跌眼鏡,金星表面可以稱得上是一個煉獄,溫度高達460攝氏度,有著非常厚的大氣層,主要成分是二氧化碳。

火星是地球外側的鄰居,看上去就是一個紅色的星球,人類走出地球的半個多世紀以來,探測最多的行星也是火星。為什麼火星會成為人類最熱門的探測行星?原因主要有兩個,一個是它離我們比較近,探測器在時間窗口發射,只需要半年左右的時間就可以到達火星。

另一個原因則是火星的表面環境遠沒有金星那麼惡劣,探測器不僅能夠在軌道上進行觀測,而且還能夠在火星上著陸進行移動探測。火星紅色的外表也是有著不一般的風採,科學家想要搞清楚為什麼會變成這樣?

火星紅色的外表讓它在夜空中也獨具風採,古時候的人們對於火星也有著各種稱呼和相關的神話傳說,中國稱它為熒惑星或者是火星;而在西方則因為它的紅色而稱為戰神馬爾斯星。

為什麼火星會是一顆紅色的行星?這個謎團在探測器著陸火星之後已經揭開了,主要是因為它的表面被赤鐵礦覆蓋。這些赤鐵礦其實就是一種氧化鐵。

火星跟地球比起來要少很多,質量大約是地球的九分之一,體積不到地球的七分之一,直徑大約是地球的一半。雖然二者在大小上有著明顯的差距,但是它們都是類地行星,在很多方面也有許多相似之處。

早期的天文學家通過天文望遠鏡觀測火星發現火星上存在一些縱橫交錯的線條。當時的人們把這些線條叫做火星運河。人們認為火星上可能存在著某種智慧生命。

可是隨著人類的探測器到達火星之後,我們才發現,火星表面遍地紅沙,沒有地表水流淌,是一個乾旱的沙漠星球,根本沒有什麼火星運河,也沒有發現任何的火星生命。

最初的探測結果讓科學家誤以為火星天生就是如此的荒涼,沒有任何的生機。可是隨著時間的推移,更多的火星探測數據積累起來之後,我們發現了一個不一般的火星。軌道探測器在火星兩極發現了一些水冰,這說明火星並沒有完全沒有水的存在。

同時,火星車也在火星表面發現了大量的溝壑,峽谷和盆地,這些遠古河床告訴我們,火星表面在很久以前存在著大量的水資源,有可能是一個海洋世界。於是科學家大量猜測,40億年前的火星有可能也是和地球一樣,是一顆美麗的生態星球,表面在海洋,也誕生了生命。

如果火星在40億年前是一個海洋世界,為什麼如今卻變成了沙漠行星?是什麼樣的災難造成了這一切?最初的時候,科學家猜想可能是小行星撞擊火星引發了生態劇變,才讓海洋消失,生命滅絕。可是經過研究思考之後,這種可能性被排除了。

探測器的確在火星表面發現了一些大型的隕石坑,可是根據科學家的研究認為,小行星撞擊火星並無法導致它的生態徹底惡化終結。要知道,地球表面同樣存在著十大隕石坑,它們每一個都是非常巨大的,比如希克蘇魯伯隕石坑,它位於墨西哥猶加敦,寬度大約為483公裡。

還有弗裡德堡隕石,它形成至今有20多億年,目前的直徑達380公裡,要知道在20億年的歲月裡,經過不斷的風沙,隕石坑已經減小了很多。我們可以想像一下,最初的這個隕石坑有多麼的巨大,當時撞擊地球的小行星有多麼的巨大,它遠遠比撞擊火星的小行星要大得多。

如此巨大的小行星撞擊地球,都沒有讓地球生態徹底完蛋,變成沙漠行星,更何況火星。所以,火星由原來的海洋世界變成現在的沙漠世界,不會是小行星造成的,而是因為其它原因。經過研究,科學家認為最大的可能是因為磁場。

磁場對於一個生態星球來說是非常重要的,它的強弱直接影響著大氣層和表面液態水的穩定。地球有一個非常強大的磁場,包裹地球達數千公裡的距離。強大的磁場有效保護著大氣層,讓它不會向太空逃離,而且還能夠有效防禦太陽風以及宇宙輻射。

太陽風對宜居帶的行星威脅是非常大的,如果沒有強大的磁場,大氣層很容易被太陽風拐走流失。沒有了大氣層的保護,太陽風以及宇宙輻射就會直射地表,將液態水不斷分解流失,最後變成荒涼的沙漠星球。

火星由於處在宜居帶的外沿,誕生的時間跟地球差不多,早於地球冷卻下來,形成了表面海洋。地球在40億年前誕生了生命,火星有可能也在那個時候誕生了生命。可是由於火星的磁場非常弱,對太陽風以及宇宙輻射的抵抗能力較弱,於是在後來的歲月裡,大氣層越來越稀薄,表面的液態水也不斷分解流失,變成了如今的沙漠星球。

火星的悲劇讓我們意識到磁場對於地球和人類的生存有多麼的重要。所以,我們要努力好好保護磁場,可能有人會說了,磁場是地球內核流動循環形成的,不需要我們的保護也可以穩定運行。

如果人類沒有走進科技時代,我們的確不用擔心地球的磁場會出問題。可是當我們走進科技時代之後,一切都有可能發生。地球內部分為三層,分別為地殼,地幔和地核。其中地核又分為內外二層,內層是一個鐵鎳組成的高密度球體,外層則是流動的巖漿。

地核外層流動的巖獎圍繞內核的運行,形成了強大的地球磁場。只要內核的運行穩定,那麼磁場就會穩定,不會出現大的變化。我們現在的確沒有能力進入地核,可是隨著科技的快速發展,未來我們有了更強大的耐高溫材料之後,就有可能深入地幔甚至是地核。

我們深入地球內部,自然是為了其中的資源,雖然我們都知道地核對於地球的重要性,但是在巨大的利益之下,只要開發地球內部資源,就避免不了影響到地球內部的生態平衡,甚至導致地核的運行變慢甚至停止。人類對地球資源的大量開採,讓地表的生態不斷惡化。

同樣,我們未來一旦開採地球內部的資源,同樣有可能會嚴重影響地核的穩定,從而導致地球磁場變弱甚至是消失。一旦這樣的事情發生了,那麼地球就會一步步變成第二個火星,成為一顆沙漠行星。

而我們想要保護地球的磁場,就要控制對地球內部資源的開採。未來我們的科技更加強大起來之後,地表資源已經用完了,那麼最好的方向就是去太空開採資源,而放棄地球內部資源的開採。當然,這只是我們目前的一個願望,當人類具備了進入地球內部的能力之後,是否能夠抵擋住巨大利益的誘惑,仍然是一個未知數。

相關焦點

  • 中國將在2020年開展火星探測,這個沙漠星球,40億年前和地球一樣
    最近中國國家航天局方面透露了中國在外太空的下一步計劃,下一步將要在2020年左右開展火星探測。此前我國已經完成了地球人造衛星與月球探測器的發射與運行,未來火星這個離地球最近的行星將會被作為外太空考察點之一,這也預示著我國又向外太空的探索進程又邁進了一步。
  • 火星是沙漠行星?研究稱,古代火星在地下深處至少有2個水庫
    火星上面存在的水。即使是在電影裡,你也找不到比他們更不可能的夥伴了。但從前,火星這個不毛之地也是鬱鬱蔥蔥,溼漉漉的。科學家們一直在探索火星水的歷史,而行星科學家們剛剛發現,在火星表面之下,至少有兩個不同的古代水庫可能被保存下來,它們具有不同的化學特徵。
  • 火星小行星海嘯!37億年前可能在火星上發生一次「特大海嘯」
    一項新的研究表明,火星曾經擁有液態水海洋,但在小行星撞擊火星後,液態水海洋變成了海嘯。6600萬年前,一顆小行星撞擊地球,在現在的墨西哥灣形成了一個93英裡寬(150公裡)的隕石坑。爆炸產生的衝擊波在世界各地迴蕩,同時撞擊還引發了100米高的特大海嘯。
  • 火星曾是「宜居行星」,它的遠古氣候非常宜居
    難以想像,看起來荒涼無比的火星,竟然曾經是一顆宜居星球。根據「好奇號」火星車傳回的數據,NASA確認在40億年前,曾經有一場大洪水在火星表面流淌,而且通過早期火星的氣候環境來判斷,它的上面支持生命存在。
  • 我國為什麼要探索火星和木星
    國家航天局系統工程司相關負責人曾介紹我國後續深空探測工程,除了今年的火星探測任務外,我國還計劃在2028年發射第二顆火星探測器,採集火星土壤返回地球。並在2030年前後開展木星系探測和行星系探測。我國為什麼要進行火星探測與木星探測呢?
  • 44億年前,「黑美人」撞上火星,卻給地球送來了液態水和生命
    據報導,在近日的美國《國家科學院院刊》上,來自丹麥哥本哈根大學的天體化學家Bizzarro,和他的團隊成員一起,在上面發表了一篇最新的火星隕石研究成果,表示這顆擁有44億年歷史的「黑美人」,或許是火星進入短暫宜居期的關鍵。
  • 為什麼火星大部分小行星撞擊的隕石坑都在南半球
    2020年7月中旬到8月上旬是火星探測器發射窗口期,下一次需要等到26個月以後,中國、美國和阿聯計劃在這個窗口期發射火星探測器。2020年7月23日12時41分15秒,海南島文昌航天發射場,長徵五號遙四運載火箭將「天問一號」探測器發射升空,「天問一號」承載了每一位航天科技工作者的汗水和國人對星空的無限夢想趕往火星。截止到1月3日「天問一號」已經在軌飛行163天,飛行裡程突破4億公裡,距離火星還有830萬公裡。「天問一號」將於2021年2月抵達火星實施近火制動,進入環火軌道著陸火星。
  • 40億年前,火星曾發生過大洪水,那時火星宜居且可能孕育了生命
    據報導,在近日的《科學報告》上,NASA的聯合科學家團隊表示,大約40億年前,火星上曾經出現過一場大洪水,當洪水退去,火星上也曾經出現過一段短暫的溫暖宜居期,這意味著,火星上曾經存在過生命的可能性,還是比較大的。科學家是如何發現火星大洪水的?
  • 為什麼火星極光的形成過程會導致行星上的水分流失?
    雖然,人類從誕生以來就一直生活在地球這顆行星上,但這並不妨礙我們可以看到許多獨特的自然現象和天文現象,並從這些罕見現象中搜尋到地外世界的蛛絲馬跡。雖然,在數十年的地外行星探索之旅中,人類並沒有在其他星球上找到生命存在痕跡。但是,我們也因此而對更多星球的星體特徵有了基本了解,比如,在火星上也同樣存在著極光現象。簡而言之,地球並不是唯一存在極光現象的行星,至少火星上也同樣普遍性的存在著極光現象。那麼,火星極光的形成原理到底是怎樣的,為什麼該星球上的極光會到導致行星上的水分流失?
  • 39億年前,地球和火星同時被猛烈掃射,有人替地球擋住了最關鍵的1槍!
    因此推斷地球在形成的前2億年,會因為聚集在一起物質初期碰撞熱量的大量釋放,還處於全球都是液態和氣態的熔融狀態。就像現在的太陽表明。只有後來逐步冷卻到3000攝氏度以下,地球上才逐步凝固形成了第一批固體物質。而大量的火星、小行星和月球巖石和太空金屬的測定都表明,他們也沒有超過45億年前的。因此基本可以判斷整個太陽系都是46億年前形成。由於形成初期太陽本身也不穩定,因此太陽系內圈的撞擊合併是家常便飯。
  • 火星隕石中發現含氮有機物!或來自鹹水湖,40億年前環境像地球?
    最近,科學家在一顆來自火星的隕石中發現了含氮有機物,證是否意味著紅色星球上存在生命呢?研究人員猜測,在火星變為乾燥的「紅色星球」之前,很有可能像地球一樣擁有適合生命生存的環境。這顆隕石代號為-ALH84001,與1984年在南極洲發現,距今已有40億年的壽命。
  • 古代火星的生命可能生活在地表之下,因為火星或存在豐富的地下水
    水是其中最重要的條件之一,多年來,美國宇航局的一系列機器人任務,一直在「尋找火星上的水」,以了解更多關於火星的歷史,包括火星上是否曾經出現過生命。雖然許多科學家認為,火星在變成今天的冰凍的、荒涼的沙漠之前,在數十億年前曾是溫暖潮溼的,但也有人指出了「昏暗年輕太陽悖論」。
  • 火星或曾存在海洋,那麼海洋消失的原因是什麼?科學家:或因為它
    文/某凡火星或曾存在海洋,那麼海洋消失的原因是什麼?科學家:或因為它如今的科學技術飛速的發展,人類對宇宙探索也是在不斷的進行之中。而基於目前的科學發展研究所認識的領域當中,除了地球外其他星球就沒有生命的存在,不過雖然說科學們並沒有在其他星球上發現生命的存在,但是卻發現了一些星球上曾具備生命存在的條件,比如說火星就是其中之一。
  • 為什麼紅色的火星死氣沉沉,而藍色的地球生機盎然
    這就是為什麼火星是紅色和死氣沉沉,而地球是藍色和生機盎然。終於,科學家知道了為什麼兩顆最宜居的行星有著迥然的命運。想像一下我們太陽系剛誕生時的情景,那是在數十億年前了。當時太陽比現在更冷、更暗,但是(至少)有兩顆行星——地球和火星——它們表面的大部分地區被液態水所覆蓋。由於存在包括二氧化碳在內的大量溫室氣體,兩個星球都沒有變成冰雪世界。甚至在二者的海洋之中,已經開始有最原始的生命形態存在,並且正在為光明而宜居的未來打基礎。火星和地球,從規模上看,地球比我們的紅鄰居要大得多,對生命更友好。
  • 火星或曾是類似地球藍色「水世界」
    科技日報北京5月21日電 (記者劉霞)據俄羅斯衛星網日前報導,布萊恩考克斯教授在英國廣播公司(BBC)二臺最新的重磅系列片《行星》中指出,地球可能曾有三個「藍色行星」鄰居——火星、金星甚至水星表面上都曾有海洋和河流,其中火星是最有可能進化出生命的地方。
  • 人類發射了46顆火星探測器,科學家為什麼痴迷這顆「紅色星球」?
    在廣闊的外層宇宙空間中隱藏著許多未解之謎,解決這些謎題的過程必然是一個漫長的過程,除了地球之外科學家最喜歡研究的星球是火星。迄今為止,全球已有46枚火星探測器發射,其中美國佔22枚。為什麼火星對科學研究人員如此有吸引力?
  • 40億年前,地球和金星一樣是「地獄模式」,為何只有地球變宜居?
    現代科學研究認為,大約46億年前,地球從太陽的星雲殘骸中誕生,那麼,地球是一開始就是一顆宜居星球,還是後來逐漸變成這個樣子的呢?可怕的冥古宙時期通過多年來的地質勘測研究,科學家們發現,如今生機勃勃的地球,曾經在誕生後經歷過一段漫長的「黑暗時代」,在地球演化史上,這段時期又被稱作「冥古宙時期」,它大約從地球誕生後開始,一直到大約40億年前宣告結束。
  • 火星上發現建築廢墟?科學家:火星可能存在過文明,毀於核爆
    火星應該是人類最早觀測到的行星之一,在我們國家的古代,火星也被稱之為熒惑,在神話故事當中,是一顆主災難的行星,一旦出現,就會帶來災難,當然,隨著科學技術的發展,我們對於火星自然也就有了一個全新的認識,火星也是我們人類目前尋找外星生物的主要星球之一。
  • 超級計算機模擬月球形成:44.5億年前,一顆火星大小的行星撞向地球
    一個新的超級計算機模擬研究顯示,月球可能是在45億年前地球與一顆叫做Theia的行星相撞形成的,這個行星和火星大小差不多,科學家們還模擬了其形成機制。來自英國的科學家們生成了數種模擬情景的動畫展示,每一種代表了這顆「漫遊行星」 Theia在靠近地球過程中帶有不同自旋數的情況。
  • 火星發現建築物廢墟是真的嗎?火星存在過文明嗎?科學家如何解釋
    我們對火星的了解甚至要比對地球的深海了解的多。火星探測器告訴我們,以前我們對火星人和火星文明的想像只是人類的一廂情願而已。火星上是一個乾燥、寒冷、荒涼的沙漠行星,沒有任何的生命跡象。也就是說現在的火星根本就不存在火星文明。