根據一項新的研究結果,高空冰雲(yun) 可能通過溫室效應使火星變暖,從(cong) 而使古代火星擁有河流和湖泊。這一理論可以由美國宇航局(NASA)的“毅力號”探測器進行測試,該探測器目前正在積極探索紅色星球的表麵。
我們(men) 太陽係中最大的未解之謎之一是火星如何從(cong) 一個(ge) 能夠孕育巨大湖泊(可能還有生命)的世界轉變為(wei) 我們(men) 今天所知的荒涼的貧瘠星球。
科學家們(men) 知道一個(ge) 事實,那就是古代火星曾經擁有大量的液態水,因為(wei) 在衛星圖像中,紅色星球上仍然可以看到由流動的液體(ti) 雕刻和運輸的裂縫、三角洲遺跡和岩石沉積物。這些曾經有水的遺跡現在被認為(wei) 是我們(men) 所知的最有希望發現過去微生物生命線索的一些地方。
但是,盡管已經提出了許多理論,科學家們(men) 仍然不確定火星是如何能夠維持液態水的,盡管鑒於(yu) 其相對遙遠的軌道,它從(cong) 我們(men) 的恒星接受的陽光量大約是今天地球的三分之一。
新的研究結果表明,火星過去多水的秘密可能植根於(yu) 其大氣曆史。該研究利用先進的紅色星球三維計算機模擬來模擬古代火星氣候可能是什麽(me) 樣子。更具體(ti) 地說,科學家們(men) 試圖確定高空冰雲(yun) 的存在是否會(hui) 對該星球的大氣層產(chan) 生重大的變暖影響。
這一理論最初是在2013年提出的,但遭到科學界一些成員的質疑。部分原因是雲(yun) 層必須比它們(men) 在地球上最接近的同類--被稱為(wei) 卷雲(yun) --保持更長時間的凝聚力。然而,研究人員進行的新模擬顯示,不尋常的雲(yun) 層確實有可能持續下去,而其壽命的關(guan) 鍵在於(yu) 火星表麵存在的水冰量。
在研究小組使用的火星數字化版本中顯示,在有廣泛的地麵冰層覆蓋的情況下,它將導致表麵濕度,這可能會(hui) 引發低空雲(yun) 的產(chan) 生。然而,當火星上的冰覆蓋麵總體(ti) 上較少時--例如,冰凍的水留在極地地區和山頂--人們(men) 發現,靠近地表的空氣要幹燥得多。這反過來又導致了高空雲(yun) 的產(chan) 生,這些雲(yun) 在失去凝聚力之前可以持續一年之久。
"在模型中,這些雲(yun) 的行為(wei) 不同於(yu) 地球的雲(yun) ,"新研究的主要作者、芝加哥大學地球物理科學助理教授Edwin Kite說。"在基於(yu) 地球的直覺上建立模型是行不通的,因為(wei) 這與(yu) 地球的水循環完全不相似,地球的水循環在大氣和地表之間快速移動。"
科學家認為(wei) ,這些冰冷的高空雲(yun) 導致了溫室效應,其中來自太陽的熱量被截留在大氣層中,進一步使火星變暖,並允許在表麵存在液態水。“毅力號”探測器對火星地貌的進一步研究可以幫助測試該團隊的模型。
“火星很重要,因為(wei) 它是我們(men) 知道的唯一有能力支持生命的星球--然後又失去了它,"Kite解釋說。"地球的長期氣候穩定性是了不起的。我們(men) 想了解一個(ge) 星球的長期氣候穩定性可能崩潰的所有方式--以及它可以被維持的所有方式(不僅(jin) 僅(jin) 是地球的方式)。這一探索定義(yi) 了比較行星宜居性的新領域。”
有關(guan) 這項研究的論文已經發表在《美國國家科學院院刊》上。
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