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《科學》:火星上存在大量水,但都躲到地底下去了

2021-03-17 17:14 前瞻網   

 

《科學》:火星上存在大量水,但都躲到地底下去了

幾十億年前,火星的顏色還不是紅色,而是和地球一樣的蔚藍。根據仍然在地表發現的證據,大量的水流經火星地表,形成水池、湖泊和深海。

那麼,水都到哪兒去了?

現在,根據昨日《科學》刊登的一項新研究顯示,火星水的很大一部分(30%~99%)被困在星球外殼的礦物質中。這項研究挑戰了當前火星的水逃逸到太空的理論。

團隊發現,大約40億年前,火星上有足夠的水,覆蓋了整個星球,體積大約相當於地球大西洋的一半。但是,10億年後,火星變成了現在的乾旱模樣。

此前,科學家試圖用火星低重力導致水逃逸到太空來解釋,雖然確實有一些水以這種方式離開了火星,但現在看來,這種逃逸不能解釋大部分的水損失。

該小組通過對隕石的分析以及使用火星漫遊車和軌道飛行器提供的數據,研究了火星上所有形式(蒸汽、液體和冰)的水的數量以及地球當前大氣和地殼的化學成分,特別是氘與氫的比例(D/H)。

水(H2O)由氫和氧組成。然而,並不是所有的氫原子都是平等的。氫有兩種穩定的同位素。絕大多數氫原子在原子核內只有一個質子,而一小部分(約0.02%)以氘的形式存在,氘在原子核內有一個質子和一箇中子。

重量較輕的氫比重量較重的氫更容易脱離行星的重力進入太空,所以就算髮生逃逸,也將有一大部分氘留下。

然而,僅僅通過大氣的水的損失不能解釋火星大氣中觀察到的氘氫信號和過去的大量水。相反,這項研究提出,兩種機制的結合——在行星外殼的礦物中捕獲水和向大氣中流失水——可以解釋在火星大氣中觀察到的氘氫信號。

當水與岩石相互作用時,化學風化形成粘土和其他含水礦物,這些礦物的結構中含有水,這個過程在地球和火星上都有發生。因為地球的構造是活躍的,舊地殼不斷融化到地幔中,並在板塊邊界形成新的地殼,通過火山活動將水和其他分子循環回大氣。然而,火星大部分在構造上是不活躍的,因此一旦發生,表面的“乾燥”將一直持續。

研究人員總結稱,“所有這些水很早就被隔離了,然後再也沒有循環回來。”

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

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責任編輯: 4114RWL

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