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如何从火星上逃离火星水

2020-11-16 11:55   来源: 互联网    阅读次数:3874

火星以前有海洋,但现在是干骨头了。许多人想知道水是怎么流失的。亚利桑那大学的研究人员在火星高层大气中发现了惊人数量的水,在那里水被迅速破坏,这解释了火星的部分奥秘。


Shane stone是uarizona月球和行星实验室的研究生,也是今天发表在《科学》杂志上的一篇新论文的主要作者,他自称是一名行星化学家。他曾经是一名实验室化学家,帮助开发出能更有效地封装和输送治疗药物的聚合物,现在他研究行星大气的化学。


自2014年以来,他一直在执行NASA Maven任务,这是火星大气和挥发性卫星的缩写。“马文”号飞船从2014年开始在火星上运行,并一直在记录地球相邻行星上层大气的组成。


当Maven在火星上旅行时,它每4个半小时就会潜入地球大气层。船上的ngims仪器是中性气体和离子质谱仪的缩写,它测量了距火星表面约100英里的火星上层大气中被称为离子的带电水分子的丰度。根据这些信息,科学家可以推断出大气中有多少水。


过去使用Maven和哈勃太空望远镜进行的观测表明,火星高层大气的失水量随季节而变化。与地球相比,火星绕太阳的路径更为椭圆,而在夏季,火星南半球距离太阳最近。


斯通和他的团队发现,当火星离太阳最近时,火星就会变暖,更多的水(以冰的形式)从表面移动到高层大气,并消失在大气中。火星每一年或地球上大约每两年发生一次。火星上每一年都会发生区域性沙尘暴,而地球上大约每10年就会发生一次沙尘暴,这都会导致大气进一步升温,并导致水涌升。


斯通说,使这种周期性运动成为可能的过程与经典的逃离火星的图景相矛盾,表明这是不完整的。根据经典的过程,水冰变成气体,在低层大气中被太阳光摧毁。但这一过程将以缓慢而稳定的方式进行,不受季节或沙尘暴的影响,这与目前的观测结果不符。

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斯通说:“这一点很重要,因为我们根本不想在火星高层大气中看到任何水,“如果你把火星和地球相比,由于水的滞留,地球上的水仅限于地球表面。它只是大气中的一层,温度足以凝结(并阻止)任何水汽向上扩散。”


研究小组认为,水已经超过了火星上的水分现象,它可能太热而无法阻止蒸汽。一旦进入高层大气,水分子就会被离子迅速分解(他们计算,在4小时内),然后这些副产品就会流失到太空中。


火星和石头失去温暖大气层进入太空的主要原因之一是它处于干燥状态。来自Maven的最新数据揭示了一个至今仍然存在的过程。


当研究小组把它的发现推断到10亿年前时,他们发现这个过程可以解释大约17英寸全球海洋的消失。


斯通说:“如果我们将水平均分配到整个火星表面,我们将失去超过17英寸的海水,这是我们所描述的新过程造成的,”斯通说,“仅全球沙尘暴就将损失6.7英寸。”


在全球沙尘暴期间,向高层大气输送的水将增加20倍以上。例如,一场为期45天的全球沙尘暴向火星释放的水量与火星在平静的火星年(687天)中损失的水量相同。


虽然斯通和他的团队无法推断10亿年前的情况,但他认为这一过程可能与之前不同,因为很久以前火星的保湿效果更强。


斯通说:“在我们所描述的过程开始之前,一定有很多大气层逃逸到太空中去了,”我们还需要确定这个过程以及它什么时候开始工作的影响。”


在未来,斯通希望研究土星卫星土卫六的大气层。


其中,斯通在有机化学中扮演着重要的角色,“作为一个前合成有机化学家,我渴望研究这些过程。”


责任编辑:无量渡口
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