火星為何又干又冷?
曼語
火星形成于大約46億年前。40億年前地球開始出現(xiàn)原始生命形式時,火星也曾是一顆溫暖濕潤的星球。距今40億年至37億年間,火星氣候環(huán)境發(fā)生了巨大變化,其大氣層丟失了自火星形成以來66%的氬氣。最新研究顯示,是太陽風(fēng)將曾像地球一樣擁有濃密大氣層的火星吹成了現(xiàn)在這樣一顆又干又冷、不宜居住的星球。
對美國“火星大氣與揮發(fā)演化”探測器(MAVEN)發(fā)回數(shù)據(jù)的最新研究顯示,是太陽風(fēng)將曾像地球一樣擁有濃密大氣層的火星吹成了現(xiàn)在這樣一顆又干又冷、不宜居住的星球。
由于火星大氣過于寒冷稀薄,液態(tài)水不能穩(wěn)定存在于火星表面。但多項火星研究表明,火星存在類似干枯河床的地表特征,以及只有液態(tài)水存在條件下才能形成的礦物質(zhì),這說明火星過去的氣候環(huán)境與現(xiàn)在大不相同。
MAVEN探測器項目研究人員在《科學(xué)》雜志上報告說,40億年前太陽還處于“青春期”,太陽風(fēng)和紫外線輻射比現(xiàn)在更為強(qiáng)烈,這是火星大氣成分大量丟失的主導(dǎo)因素。
氬氣是一種惰性氣體,曾經(jīng)存在于火星大氣層中。它很難和其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但是可在太陽風(fēng)作用下通過一種被稱作“濺射”的物理過程被推向宇宙空間。一旦確定火星大氣層丟失了多少氬氣,就能確定包括二氧化碳在內(nèi)的其他火星大氣成分的丟失情況。
分析結(jié)果顯示,火星形成于大約46億年前。40億年前地球開始出現(xiàn)原始生命形式時,火星也曾是一顆溫暖濕潤的星球。距今40億年至37億年間,火星氣候環(huán)境發(fā)生了巨大變化,其大氣層丟失了自火星形成以來66%的氬氣。而根據(jù)氬氣丟失比率估算,早期火星大氣層中的二氧化碳分壓曾經(jīng)至少在100千帕以上,這一壓強(qiáng)水平的二氧化碳足以讓早期火星維持一個溫暖濕潤的環(huán)境。
研究人員表示,他們還不清楚為什么太陽風(fēng)能導(dǎo)致火星大氣層成分大量丟失,目前主要觀點認(rèn)為可能與火星磁場丟失有關(guān)。地球磁場是早期生命的保護(hù)傘,可使太陽風(fēng)等高能粒子在其作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)??赡芫褪谴艌龅牟町?,使火星和地球這兩顆太陽系中最為相似行星的演化軌跡出現(xiàn)了巨大差異。