據(jù)外媒報(bào)道,新的科學(xué)結(jié)果表明,火星的大量水是被困在地殼中而不是逃到太空中。根據(jù)最新的地質(zhì)證據(jù),數(shù)十億年前,大量的水流過(guò)火星并匯集成水池、湖泊和深海。NASA資助的一項(xiàng)新研究表明,火星上有大量的水(30%到99%)被困在了地殼中的礦物質(zhì)中,這無(wú)疑給現(xiàn)在的理論提出了挑戰(zhàn)。目前的理論是由于火星的低重力水逃到了太空中。
早期的火星被認(rèn)為有足夠的水覆蓋在一個(gè)約100到1500米深的海洋中,這個(gè)海洋的體積約相當(dāng)于地球上大西洋的一半。盡管不可否認(rèn),其中一些水是通過(guò)大氣逸出從火星上消失的,但發(fā)表在最新一期《科學(xué)》上的新發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)論是,這無(wú)法解釋大部分水的流失。
該研究結(jié)果在第52屆月球和行星科學(xué)會(huì)議(LPSC)上發(fā)表,該會(huì)議由這項(xiàng)研究的論文首席作者、加州理工學(xué)院博士候選人Eva Scheller和加州理工學(xué)院行星科學(xué)教授、凱克空間研究所副主任Bethany Ehlmann共同完成,另外參與的人員還有加州理工學(xué)院行星科學(xué)教授、NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究員Yuk Yung、加州理工學(xué)院研究生Danica Adams及噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研究科學(xué)家Renyu Hu。
“大氣逸出并不能完全解釋我們所掌握的關(guān)于火星上曾經(jīng)存在過(guò)多少水的數(shù)據(jù),”Scheller說(shuō)道。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用NASA行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)(PDS)中存檔的豐富的跨任務(wù)數(shù)據(jù)整合了NASA火星探索計(jì)劃多個(gè)任務(wù)和隕石實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō),該團(tuán)隊(duì)研究了這顆紅色行星上所有形式(蒸汽、液體和冰)的水的數(shù)量以及這顆行星目前大氣和地殼的化學(xué)成分--尤其是氘和氫的比例(D/H)。
雖然水是由氫和氧組成的,但并非所有的氫原子都是一樣的。絕大多數(shù)氫原子在原子核中只有一個(gè)質(zhì)子,而一小部分(約0.02%)是以氘的形式存在,即所謂的“重氫”,它則有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。重量較輕的氫比密度較大的氫更容易脫離行星的引力進(jìn)入太空。正因?yàn)槿绱?,一顆行星的水通過(guò)上層大氣的流失將會(huì)在該行星大氣中的氘與氫的比例上留下一個(gè)明顯的跡象:將會(huì)有非常大量的氘被留下。
然而僅僅通過(guò)大氣失去水不能解釋在火星大氣中觀測(cè)到的氘轉(zhuǎn)化為氫的信號(hào)和過(guò)去大量的水。相反,該研究提出了兩種機(jī)制的結(jié)合--在火星地殼的礦物質(zhì)中吸收水和在大氣中失去水--可以解釋在火星大氣中觀察到的氘轉(zhuǎn)化為氫的信號(hào)。
當(dāng)水跟巖石相互作用時(shí),化學(xué)風(fēng)化形成粘土和其他含水礦物,它們的礦物結(jié)構(gòu)中則含有水。這個(gè)過(guò)程發(fā)生在地球上也發(fā)生在火星上。在地球上,舊地殼不斷地融化到地幔中并在板塊邊界處形成新的地殼,然后通過(guò)火山作用將水和其他分子循環(huán)回大氣中。然而,由于火星沒(méi)有構(gòu)造板塊,所以這顆星球表面的“干燥”一旦發(fā)生就會(huì)是永久性的。
NASA火星探索項(xiàng)目首席科學(xué)家Micheal Meyer說(shuō)道:“我們自己星球上的水化物質(zhì)正在通過(guò)板塊構(gòu)造不斷循環(huán)。我們通過(guò)多個(gè)航天器的測(cè)量數(shù)據(jù)可以看到,火星不能循環(huán),所以水現(xiàn)在被鎖在地殼中或消失在太空中?!?/p>
了解火星環(huán)境的演變對(duì)于了解返回樣本的分析結(jié)果以及了解巖態(tài)行星上的可居住性如何隨時(shí)間變化是非常重要的。
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