2021-09-27 15:44:13 來源:參考消息網 責任編輯:周晨
核心提示:報道稱,如果火星因體積較小而失去水的理論是正確的,這一發現可能有助于科學家更好地了解哪些行星可能保留液態水,從而可能成為我們在宇宙其他地方尋找生命的最佳目標。

參考消息網9月27日報道 據美國《新聞周刊》網站9月22日報道,一項研究顯示,火星可能因為體型小而失去了它的液態水。

報道稱,美國華盛頓大學的研究人員說,火星失去液態水,并且看起來跟地球這顆“藍色星球”如此不同——盡管它離地球很近,這其中的關鍵原因可能在于它的大小。

發表于美國《國家科學院學報》的一篇論文詳細闡述了有關理論。同科學家提出的其他一些理論一樣,該理論解釋了火星表面不再有液態水流動的原因。

華盛頓大學地球與行星科學專業的副教授、該研究的作者之一王昆(音)說:“火星的命運從一開始就決定了。”

行星大小是關鍵?

報道指出,研究者至少從1971年起就知道火星上曾有自由流動的水。1971年,“水手9號”火星探測器拍攝到火星表面干涸的河床的照片。后來的一些探測任務發現了更多干涸的湖床與河流盆地。

事實上,美國加州理工學院的科學家估計,大約40億年前,火星上的水足以覆蓋整個火星,并形成深達1500米的海洋。

現在,火星上的水似乎只是以冰的形式存在于高海拔地區。這一事實提出了這樣一個問題:火星上的液態水為什么消失了?

參考消息網9月27日報道 據美國《新聞周刊》網站9月22日報道,一項研究顯示,火星可能因為體型小而失去了它的液態水。

報道稱,美國華盛頓大學的研究人員說,火星失去液態水,并且看起來跟地球這顆“藍色星球”如此不同——盡管它離地球很近,這其中的關鍵原因可能在于它的大小。

發表于美國《國家科學院學報》的一篇論文詳細闡述了有關理論。同科學家提出的其他一些理論一樣,該理論解釋了火星表面不再有液態水流動的原因。

華盛頓大學地球與行星科學專業的副教授、該研究的作者之一王昆(音)說:“火星的命運從一開始就決定了。”

行星大小是關鍵?

報道指出,研究者至少從1971年起就知道火星上曾有自由流動的水。1971年,“水手9號”火星探測器拍攝到火星表面干涸的河床的照片。后來的一些探測任務發現了更多干涸的湖床與河流盆地。

事實上,美國加州理工學院的科學家估計,大約40億年前,火星上的水足以覆蓋整個火星,并形成深達1500米的海洋。

現在,火星上的水似乎只是以冰的形式存在于高海拔地區。這一事實提出了這樣一個問題:火星上的液態水為什么消失了?

王和華盛頓大學研究團隊測量了20顆得到證實的火星隕石中的鉀同位素。對于像水一樣容易蒸發的化合物,鉀是一種很好的度量工具。

該團隊曾使用同樣的方法來研究月球的形成。他們發現,同月球和灶神星等較小天體相比,火星黏附其揮發物的時間要長得多。

王說:“要保存足夠多的水從而實現宜居性和板塊構造活動,巖態行星的大小可能存在一個界限,其質量要大于火星質量。”

這表明,行星或其他天體越大,其保留包括水這樣的生命之關鍵元素在內的揮發物的時間可能就越長。

這并非行星科學家提出的解釋為什么火星(盡管身處太陽系的宜居帶)有著干燥表面的首個理論。宜居帶指恒星周邊的一個區域,這里既不太熱也不太冷,因此水能夠以液體形式存在。

其他的理論解釋

報道稱,解釋有關現象的最著名理論之一認為,火星曾有著較強的磁場。當這個磁場因火星核心變冷而減弱時,火星大氣被來自太陽的強烈輻射剝離。

該理論說,火星大氣層急劇變薄造成了低氣壓,導致水的蒸發。這一理論認為,水蒸氣在接下來的數十億年時間里泄漏到了太空中。

其他理論認為,火星與太陽之間不斷變化的距離可能改變了火星的氣候,導致水蒸發并上升到火星大氣層,然后從火星大氣層消散到太空中。

還有理論提出,塵暴是導致火星液態水耗盡的原因之一。

美國科羅拉多大學博爾德分校大氣與空間物理實驗室的研究人員在2021年8月發表于英國《自然·天文學》雜志的一篇論文中說,火星上的地區性塵暴會使水向太空流失的速度提高到正常速度的10倍。

該研究團隊認為,火星每年夏天發生的塵暴會導致高海拔地區的水無法結冰。這樣一來,那些水分子就容易受到來自太陽的紅外輻射,而紅外輻射會把它們分解成氫原子和氧原子。

因為氫是最輕的元素,它很容易從大氣層的上部流失到太空中,從而阻止水分子重新形成。

可能封存在地下

最近出現的對火星表面缺少液態水的一種解釋認為,火星根本沒有失去液態水。相反,火星上的液態水被封存在火星地表以下,被封鎖在巖石中。

在今年早些時候發表于美國《科學》周刊的一篇論文中,加州理工學院的研究人員說,雖然火星上的水顯然一直在向太空流失,但大部分液態水可能被封存在地下深處。

該論文的第一作者伊娃·舍勒說:“從大氣層逃逸的理論不能充分解釋我們掌握的火星實際上曾經存在過多少水的數據。”

報道稱,其所在團隊認為,火星表面的液態水跟黏土巖和其他含水礦物質發生了混合。地球上也會發生這種情況,但由于地球的地殼構造活動很活躍,這些含水土層在進入地幔時被摧毀,從而將水回收到地表。

火星的地殼構造活動不如地球活躍,這意味著,這些水仍然被封鎖在火星地下的黏土和礦物質中。當“毅力”號火星探測器收集的火星巖石和礦物樣本返回地球時,加州理工學院團隊將對這些樣本進行考察以證實這一理論。

有助搜尋外星人

報道稱,如果華盛頓大學團隊和王昆提出的火星因體積較小而失去水的理論是正確的,那么該理論將具有重大意義。

這一發現可能有助于天文學家和行星科學家更好地了解哪些行星可能保留液態水,從而可能成為我們在宇宙其他地方尋找生命的最佳目標。

隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的發射,科學家將在今年晚些時候加緊對系外行星的大氣進行研究。JWST將在這些大氣層中尋找水和其他化合物的跡象,包括有機化合物,它們可能提示系外行星上存在生命。

行星規模和液態水之間的關系,可以幫助JWST的操作者判斷應該瞄準哪些系外行星,從而增大探測到生命的機會。

王說:“基于大小和質量,我們現在能知道一顆系外行星是否可能存在生命,因為保留揮發物的最直接決定因素就是行星的大小。系外行星的大小是最容易確定的參數之一。”

Mars

2021年3月5日,美國國家航空航天局公布了新一批“毅力”號火星探測器發回的圖像。圖為“毅力”號拍攝的火星表面。(圖片來源:視覺中國)

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