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陨坑推算火星:气压水平曾与地球相当

宇宙奥秘 发布时间:2020-03-26 21:25:21 发布人:admin 热度:

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  据物理学家组织网站报道,尽管今天我们所看到的火星既寒冷又干燥,但根据一项周日发表的研究结果,在地质历史时期,火星曾经拥有温暖而潮湿的环境,但这种环境可能只断断续续地存在了一段时期。

  轨道飞行器拍摄的图像显示火星上存在宏伟的峡谷和沉积岩层,而着陆器则已经证明这里存在与水有关的岩石矿物。

  所有这些线索都说明火星上一度拥有绵延数千公里的河流和湖泊。而今天的火星已经是一个干燥寒冷的地方,它的大气层充满着二氧化碳,气压太低,根本不足以维持液态水的存在。

  如果你在火星上倒出一杯水,那么它会同时结冰并沸腾。那么,火星究竟在什么时候曾经拥有过液态水?后来这里又发生了什么?

  在周日发表在《自然-地球科学》杂志上的一篇论文中,行星地质学家美国加州理工的埃德温凯特(Edwin Kite)对这一问题进行了研究。

  凯特和他的团队对火星表面由于陨星撞击形成的撞击坑进行计数,并据此估算火星过去的大气压强。

  这种计算背后的逻辑在于:一个行星的大气层越厚,要想顺利穿过其大气层并地大地面,这个撞击体也必须要足够大。

  相反的,一个较为稀薄的大气层就意味着那些较小的撞击体也能够抵达地面并形成撞击坑。凯特的小组对火星Aeolis Dorsa地区的319个撞击坑进行了测算,这一地区的年龄大约为36亿年,其地表显示存在古代河床的线索。

  流水的谜团

  研究组的计算显示这些陨石坑是在火星大气压为0.9巴时形成的。这一气压水平相当于今天火星气压的150倍,已经与蓝色海洋覆盖的地球相接近。

  但坏消息是,由于火星距离要比地球远很多,并且在那个久远的年代,我们太阳的亮度要比今天暗淡得多。

  因此,当时的火星至少需要5巴的气压水平来保证其气温能够保持在冰点之上。看起来在火星存在液态河流的时期,其并不具有长期稳定的厚重大气层。

  这项研究中指出:如果在存在液态水的时期火星并不具备数个巴水平的浓密大气,正如这项研究中所指出的那样,那么一个富含二氧化碳和水的温暖而潮湿的大气环境便可以被排除,那段时期的长期温度水平极可能是低于冰点的。

  这样就必须另外寻找解释正如美国宇航局埃姆斯研究中心的桑杰索姆(Sanjoy Som)在同一期杂志中为该项研究所撰写的评论中所说的那样。

  一种可能是当时的液态水体拥有高酸性和高盐度,这让其拥有更低的冰点,从而能够在更低压强环境下以液态水形式存在。

  另一种可能性是考虑火星上的火山喷发,频繁的火山喷发释放大量气体,这将有可能帮助火星保持其地表液态水的存在。

  还有第三种可能性,即所谓短暂间断论。意思是由于火星自转倾角的变化造成的间断性出现浓密大气的现象。

  就像人的头旋很多都不在正头顶一样,火星的自转轴也是倾斜的。这种自转轴的本身的旋转周期大约是12万年,这种长周期的转变将会对照射到地表的阳光的量产生影响,导致水体陷入冰冻,或是能够自由流淌于地表。

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