
維京號軌道器拍攝的100張圖像拚湊成的火星表麵圖片
NASA在一份聲明中說,先前的研究認為(wei) ,火星曾是一個(ge) 水量充沛的星球,表麵一片汪洋,海洋深度在100米到1500米之間,總水量大概是地球大西洋的一半。由於(yu) 在地球上,隻要有水的地方幾乎必然有生命存在,火星上麵曾經有水這件事,大大提高了火星上曾有生命存在的可能性,甚至可能現在依然有生命存在。
但是,如今,火星又冷又幹燥。在此之前,科學家認為(wei) ,火星在失去磁場的保護後,太陽輻射和太陽風掠走了火星上的大部分空氣和水。火星大氣層和冰層中雖然仍有水,但這些水也僅(jin) 夠形成20米到40米的淺汪洋。
然而,最近的發現卻表明,火星上的水,未必全部都消失在太空中。NASA的火星大氣與(yu) 揮發物演化任務(MAVEN)以及歐洲航天局的火星快車號軌道器提供的數據顯示,根據火星大氣層中水分流失的速度來看,在過去45億(yi) 年中,火星可能僅(jin) 失去了3米到25米深的全球海洋。
現在,科學家發現,火星曾經擁有的大部分水可能仍舊藏在這顆紅色星球的地殼中,封鎖在火星表麵下方岩石的晶體(ti) 結構內(nei) 。
研究人員利用來自火星表麵的火星車和軌道上的探測器的數據,以及來自火星的隕石,開發了一個(ge) 紅色星球模型,來估測火星上最初有多少水,以及隨著時間的流逝,火星又失去了多少水。造成這種水分流失的潛在機製包括水流失到太空中,還有以化學方式摻入礦物質中。
科學家估算火星上有多少水流失到太空中的一個(ge) 方法是,分析火星大氣層和岩石中的氫含量。每個(ge) 氫原子的原子核中都有一個(ge) 質子,但有些氫原子核內(nei) 多出一個(ge) 中子,從(cong) 而形成一種被稱為(wei) 氘的氫同位素。普通氫比重氫——氘,更容易掙脫火星的引力。
通過比較來自火星的樣本中,含有的普通氫原子和氘原子的水平,研究人員可以推算出火星一直以來損失的氫含量。再結合每個(ge) 水分子由兩(liang) 個(ge) 氫原子跟一個(ge) 氧原子組成的事實,研究人員可以從(cong) 火星損失的氫原子數量來推斷出火星損失的水含量——因為(wei) 太陽輻射會(hui) 將火星上的水分解成氫分子和氧分子。
在這項新研究中,科學家發現,火星上原有的水中,大約有30%到99%的水,通過化學反應的方式,被鎖在礦物質中,並進而深埋在火星的地殼內(nei) 。而未“陷入”地殼的水,則逃向了太空,這正好解釋了火星上的氫氘比。
總體(ti) 而言,研究人員認為(wei) ,在火星的諾亞(ya) 紀期間——大約41億(yi) 年到37億(yi) 年前,該紅色星球流失了40%到90%的水。他們(men) 的模型表明,大約30億(yi) 年前,火星上的水含量降到目前的水平。大約在30億(yi) 年前,火星才變成我們(men) 今天所看到的如荒漠一般的模樣。
在遙遠的過去,火星上水分流失到太空中的速度存在不確定性,因而深埋在火星地殼內(nei) 的水含量估測範圍才會(hui) 那麽(me) 廣。2月份剛剛成功登陸火星的NASA毅力號火星車可以幫助研究人員改善模型的估算結果,毅力號將探索火星地殼最古老的地方,這可以幫助我們(men) 更充分地了解過去水分陷入地殼的過程。
即便火星曾經擁有的大部分水仍深藏在地殼中,未來抵達火星、希望在這裏生存的宇航員也未必有辦法取用這些水。火星地殼中的水還不是特別多,所以你必須加熱大量的岩石才能提取出少量肉眼可見的水。
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