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探测器显示火星90%二氧化碳进入太空

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2017-10-11 13:29:09  阅读次数:206 次

根据美国宇航局(NASA)火星大气和挥发物演化(MAVEN)探测器一项关键测量结果。约90%的火星大气可能在数百万年来消失在太空。

今天的火星是冰冷、干旱的沙漠,其大气密度仅相当于地球的1%,水几乎全封锁在极地的冰盖中。

但大多数行星科学家认为它并不总是如此。一些火星土壤含有地球上存在水时才会产生的矿物质,一些火星特征似乎指向古湖床,甚至是快速流动的河流。为了保留这些液体水,这个星球上以CO2为主的大气层一度必须非常厚重,这样才能限制表面蒸发。

MAVEN自2014年起一直在围绕火星运行,以探寻那里的CO2去了哪里。它可能进入了冰盖、作为碳酸盐矿物进入了岩石或者可能进入了太空。

轨道跟踪了大气中两种氩同位素,氩—36和氩—38。因为氩是惰性化学物质,很难起反应,它离开火星的唯一方式是一个离子猛撞到它的一个原子上,然后像一个台球一样被击打到太空,这一过程叫作喷溅。

质量更大的同位素很难通过这种方式去除,随着时间的发展,火星大气层中的氩—38就比氩—36更多。测量这两种同位素的比例能够确切地告诉人们火星丢失了多少氩。

假设其最开始的比例与地球以及今天太阳系其他地方相同,假设火山爆发或天外陨石等其他来源会向大气中返回一些氩,MAVEN团队计算出火星大气层约有66%的氩—36曾被喷溅。

由此,他们计算出10%~20%的CO2通过喷溅方式消失。Jakosky说,这只是一个很低的限度,因为其他流程会消除CO2但会让氩不受到影响。考虑到此,他估计约有80%~90%的CO2气体消失。

这可能发生地相对较快。约在距今41年前,火星的磁场因为人们不了解的方式被关闭。由于没有磁场将其维持在那里,火星大气对于来自太阳风的带电粒子导致的喷溅更加脆弱。研究人员说,可能大多数气体逃离开仅用了数百万年时间。