早期火星失去了一个海洋的水量

新的地图精确定位了这颗红色星球古代海洋和当前地下水库的可能位置

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新的火星大气水分布图显示,这颗红色星球可能曾经拥有足够的水来覆盖高达五分之一的星球表面,研究人员说。

科学家们补充说,进一步研究以完善这些地图可能有助于指导寻找火星上的地下水库。一个新的美国宇航局视频描述了火星上的古代海洋

尽管火星表面现在寒冷干燥,但有大量证据表明,数十亿年前河流、湖泊和海洋覆盖了这颗红色星球。由于地球上几乎任何有液态水的地方都有生命,一些研究人员认为,当火星是湿润的时候,可能已经进化出了生命,并且生命可能现在仍然存在,隐藏在地下含水层中。[火星寻水照片]


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关于火星如何失去其水分以及地下水库中可能还剩下多少液态水,仍然有很多未知之处。解决这些谜团的一种方法是分析火星大气中水分子的种类。

通常,水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。然而,这些氢原子中的一个或两个可以被氘原子取代,从而形成氘代水。(氘和氢一样有一个质子,但也有一个中子。)

氘代水比普通水重,所以它的行为方式不同。例如,普通水更容易逃逸火星,因为它在火星大气层中更容易汽化。太阳辐射可以将水分解成氢和氧,然后氢可以逃逸到太空中。

通过研究目前火星水中氘与氢的比例,研究人员认为他们可以估算出这颗红色星球过去的总水量。他们利用智利的甚大望远镜以及夏威夷的凯克天文台和美国宇航局红外望远镜设施从2008年到2014年收集到的数据,绘制了火星大气水中氢与氘比例的新地图。

他们发现火星某些区域的氘代水与普通水的比例高于预期,通常比地球海洋高出七倍。这个高比例表明火星随着时间的推移失去了大量的水。

“我们现在可以相当准确地估计出这颗星球失去了多少水,”该研究的主要作者,马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家杰罗尼莫·维拉纽瓦告诉Space.com。

根据他们的发现,科学家们估计,大约45亿年前,火星可能拥有足够的水来覆盖高达该星球的20%。他们认为这颗红色星球可能仍然拥有大量的地下水库。

维拉纽瓦说,进一步完善火星大气水分布图可以帮助指导寻找这些深层含水层。他说,人们基本上会查看这些地图,看看已知的火星冰盖等水源能解释多少这种大气水,“任何异常现象都可能来自隐藏的水库”。

科学家们在今天(3月5日)在线详细介绍了他们的发现,并发表在《科学》杂志上。

 

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. 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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