[涨姿势] 逃离地球的火星水具有剧烈的季节变化

作者：精品下载站日期：2024-12-13 15:11:42 浏览：12 分类：涨姿势

逃离地球的火星水具有剧烈的季节变化

2016 年 12 月 19 日，哈勃望远镜在近日点期间拍摄到的火星紫外线图像。

图片来源：NASA、ESA、STScI、John T. Clarke（波士顿大学）；处理：Joseph DePasquale (STScI)

今天的火星是一个寒冷的沙漠，但它曾经是一个非常潮湿的世界。天气是寒冷潮湿还是温暖潮湿还没有定论，但水很丰富。这些水都去哪儿了？有些进入地下，有些逃到太空，连同地球的大部分大气层。研究人员试图量化太空中流失的水量，但得到答案比人们想象的要复杂。

“（在火星上）水只有两个地方可以去。它可以冻结到地下，或者水分子可以分解成原子，而原子可以从大气层顶部逃逸到太空中，”研究负责人约翰·克拉克（John Clarke）说道。波士顿大学空间物理中心在一份声明中说。 “为了了解有多少水以及它发生了什么，我们需要了解原子如何逃逸到太空中。”

火星比地球小，大气层稀薄，并且没有磁场。最简单的观点是水蒸气在大气中上升，阳光将其分解成氢气和氧气，然后较轻的氢气被吹离地球。但火星并不是静态太阳系中的静态世界。水蒸气浓度、阳光量和太阳风的影响随季节变化显着。

克拉克解释说：“近年来，科学家发现火星的年度周期比人们 10 或 15 年前预期的要活跃得多。” “整个大气层非常动荡，在很短的时间内，甚至是几小时内升温和降温。在火星一年中，当火星上的太阳亮度变化 40% 时，大气层就会膨胀和收缩。”

氢在宇宙中以三种形式存在：常规的一个质子一个电子版本，以及质子有一个或两个中子作为伴星的版本。一个质子和一个中子的组合称为氘，它具有相同的化学性质，因此可以与氧结合并形成水，但它比普通氢重，使其更难以逃逸。

人们认为氢和氘都会慢慢逃逸，但观测表明逃逸率可能会迅速变化，特别是当火星在其轨道上距离太阳最近时。但即便如此，也不能用大气温度来解释。研究小组认为，要么是太阳风——来自太阳的带电粒子流——给这些原子带来了额外的冲击力，要么是高层大气中发生了一些化学反应，帮助它们逃逸。

这项工作进一步丰富了火星上水的图景，这张图让我们了解了火星遥远的过去存在生命的可能性，也让我们了解了远离太阳系的世界上存在水的潜力。这项工作的成功要归功于 NASA 环绕火星的 MAVEN 航天器以及哈勃望远镜，后者可以提供自 1991 年以来逃逸氘的测量数据。

该研究发表在《科学进展》上。

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