据国外媒体报道,新的科学结果表明,火星上的大量水被困在地壳中,而不是逃逸到Tai 空。根据最新的地质证据,数十亿年前,大量的水流过火星,汇集成水池、湖泊和深海。美国宇航局资助的一项新研究表明,火星上大量的水(30% ~ 99%)被困在地壳的矿物中,这无疑挑战了目前的理论。目前的理论是火星的低重力水逃逸到了Tai 空。
早期的火星被认为有足够的水覆盖大约100 ~ 1500米深的海洋,其体积约为地球上大西洋的一半。虽然不可否认的是,一些水通过大气逃逸从火星上消失了,但最新的发现得出结论,这无法解释大部分水的损失。
“大气逃逸不能完全解释我们现有的关于火星上曾经存在多少水的数据,”加州理工学院的博士候选人伊娃·谢勒说。
研究小组利用美国宇航局行星数据系统(PDS)中存档的丰富跨任务数据,整合了美国宇航局火星探测计划和陨石实验室的多次任务数据。具体来说,该团队研究了这颗红色星球上所有形式(蒸汽、液体和冰)的水含量,以及该星球大气和地壳的当前化学成分——特别是氘氢比(D/H)。
虽然水是由氢和氧组成的,但并不是所有的氢原子都是一样的。大多数氢原子的原子核中只有一个质子,而一小部分(约0.02%)以氘的形式存在,即所谓的“重氢”,它有一个质子和一个中子。轻质氢比致密氢更容易脱离行星引力进入Tai 空。正因为如此,一颗行星通过高层大气流失水分,会在行星大气中的氘氢比上留下一个明显的标志:会留下非常大量的氘。
但是,仅仅通过大气损失水分并不能解释氘转化为氢并在火星大气中损失大量水分的信号。相反,这项研究表明,两种机制的结合——吸收火星地壳矿物中的水和大气中的水——可以解释在火星大气中观察到的氘转化为氢的信号。
当水与岩石相互作用时,化学风化形成粘土等含水矿物,其矿物结构中含有水。这个过程不仅发生在火星上,也发生在地球上。在地球上,旧地壳不断融化到地幔中,并在板块边界形成新的地壳,然后水和其他分子通过火山作用循环回到大气中。然而,由于火星没有构造板块,一旦发生,行星表面的“干燥”将是永久性的。
美国宇航局火星探测项目的首席科学家迈克尔·迈耶(Micheal Meyer)说:“我们自己星球上的水合物质在板块构造中不断循环。我们从几个航天器的测量数据可以看出,火星是不能循环的,所以水现在被锁在地壳里,或者在Tai 空消失了。”
了解火星环境的演化,对于了解返回样品的分析结果,以及岩石行星的可居住性如何随时间变化非常重要。
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