早期火星失去了一個海洋的水量

新的地圖精確定位了這顆紅色星球古代海洋和當前地下水庫的可能位置

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新的火星大氣水分佈圖顯示,這顆紅色星球可能曾經擁有足夠的水來覆蓋高達五分之一的星球表面,研究人員說。

科學家們補充說,進一步研究以完善這些地圖可能有助於指導尋找火星上的地下水庫。一個新的美國宇航局影片描述了火星上的古代海洋

儘管火星表面現在寒冷乾燥,但有大量證據表明,數十億年前河流、湖泊和海洋覆蓋了這顆紅色星球。由於地球上幾乎任何有液態水的地方都有生命,一些研究人員認為,當火星是溼潤的時候,可能已經進化出了生命,並且生命可能現在仍然存在,隱藏在地下含水層中。[火星尋水照片]


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關於火星如何失去其水分以及地下水庫中可能還剩下多少液態水,仍然有很多未知之處。解決這些謎團的一種方法是分析火星大氣中水分子的種類。

通常,水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成。然而,這些氫原子中的一個或兩個可以被氘原子取代,從而形成氘代水。(氘和氫一樣有一個質子,但也有一箇中子。)

氘代水比普通水重,所以它的行為方式不同。例如,普通水更容易逃逸火星,因為它在火星大氣層中更容易汽化。太陽輻射可以將水分解成氫和氧,然後氫可以逃逸到太空中。

透過研究目前火星水中氘與氫的比例,研究人員認為他們可以估算出這顆紅色星球過去的總水量。他們利用智利的甚大望遠鏡以及夏威夷的凱克天文臺和美國宇航局紅外望遠鏡設施從2008年到2014年收集到的資料,繪製了火星大氣水中氫與氘比例的新地圖。

他們發現火星某些區域的氘代水與普通水的比例高於預期,通常比地球海洋高出七倍。這個高比例表明火星隨著時間的推移失去了大量的水。

“我們現在可以相當準確地估計出這顆星球失去了多少水,”該研究的主要作者,馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心的行星科學家傑羅尼莫·維拉紐瓦告訴Space.com。

根據他們的發現,科學家們估計,大約45億年前,火星可能擁有足夠的水來覆蓋高達該星球的20%。他們認為這顆紅色星球可能仍然擁有大量的地下水庫。

維拉紐瓦說,進一步完善火星大氣水分佈圖可以幫助指導尋找這些深層含水層。他說,人們基本上會檢視這些地圖,看看已知的火星冰蓋等水源能解釋多少這種大氣水,“任何異常現象都可能來自隱藏的水庫”。

科學家們在今天(3月5日)線上詳細介紹了他們的發現,並發表在《科學》雜誌上。

 

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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