IE6.0访问内容可能会有错位。
太阳用40亿年时间,把火星的大气和海洋变没了
发布时间:2017-04-09来源:www.isi173.com 作者:钱柜娱乐官网阅读量:
转载请注明本文地址:
本文摘要:火星的气候环境过去46亿年里,发生过翻天覆地的变化。

无论是出于对地外的幻想,还是为了更好地了解我们的邻居,火星总是汇聚着大量家和普通民众的目光。与相比,这颗行星的层显得过于稀薄。火星大气的96%都是二氧化碳,它的密度甚至不及地球大气的1%。如此薄弱的保护层,营造出火星干燥、严寒的环境,也杜绝了液态水大量存在的可能性。

然而,随着一颗颗探索火星的陆续升空、大量火星表面的及采样数据返回实验室,我们逐渐,火星的气候环境在46亿年的演化历程中发生过翻天覆地的变化。有明确证据表明,早期火星曾是一颗有着广阔海洋的温润星球。伴随这一结论而来的,是一系列关于火星的疑团。为什么大量液态水可以存在于如此严苛的环境中?难道说,火星也曾拥有浓密大气层的保护?如果这样,火星的大气层又是怎样消失的?

代替我们拜访火星、寻找火星大气演化线索的,是航空局的火星大气与挥发物演化任务(MAVEN)探测器。2013年11月,MAVEN探测器在从佛罗里达州升空。经过近一年的旅程,MAVEN进入火星轨道,在对火星高层大气的探测过程中,逐步揭开了火星大气的演化史。

太阳用40亿年时间,把火星的大气和海洋变没了

太阳风暴

早期火星的大气层究竟是什么样?我们无法给数十亿年前的火星拍照,但通过捕捉现代火星大气的逃逸过程,MAVEN为我们指出通向早期火星的线索。

研究人员发现,火星大气正以两种主要的途径向太空逃逸。当太阳发出的等离子体带电粒子流(即太阳风)吹向火星大气,太阳风中的带电粒子可能与大气中的分子发生碰撞。碰撞的结果是,气体分子丢失电子,成为带正电荷的离子。这时,太阳风带来的电场使离子加速,逃离火星大气。该过程称作离子逃逸,对于MAVEN,这也是最容易定量统计的逃逸机制。

根据MAVEN对高层大气中离子的统计,火星大气正以每秒约100克的速度向太空逃逸。这个数值并不算显眼,但在2015年3月8日,MAVEN幸运地经历了一场导致离子逃逸的速率大幅提升的太阳风暴。太阳风暴发生时,带电粒子流的数量飙升,离子逃逸的速率因此提升了惊人的10~20倍。

而火星大气逃逸的另一种方式,是喷溅逃逸。这一机制同样基于太阳风中带电粒子对气体分子的撞击。在高能粒子的撞击下,高层大气中的气体分子四处飞溅,其中一部分就在这一过程中获取了足够的动能,逃脱火星的束缚。

显然,离子逃逸与喷溅逃逸的速率都取决于一个条件——太阳风的强度。当太阳风暴出现时,火星大气消失得更快。现阶段,太阳风暴出现的频率并不高,但在早期阶段,情况就大不相同了。早期太阳活动更加剧烈,太阳风暴的频率和强度都远高于现在。因此,一个合理的推测应运而生:在生命初期,火星很可能也是一颗由浓密大气包裹的温暖行星,但由于早期太阳风暴更强,而火星较弱的磁场也不足以对大气层构成有效保护,最终海洋与浓厚的大气层一同从这颗星球上消失了。

本文来自于:_转载请注明。
文章关键词:太阳海洋火星大气

钱柜娱乐官网微信订阅号:isi173
另外可以扫一扫下面的二维码也能关注我

钱柜娱乐官网微信订阅号二维码