科学家发现 热量和灰尘有助于将火星水发射到太空

2020-11-16 11:36   来源: 互联网

科学家们在NASA的"火星大气"和"易挥发的火山"或"MAVEN"上使用仪器,发现红行星表面附近的水蒸气向空气中排放的水汽比预期的要多。在那里,它很容易被带电的气体粒子(或离子)摧毁,然后消失在太空中。


研究人员说,他们发现的这一现象是导致火星在数十亿年内失去数百英尺(或数百米)全球水域的几种现象之一。研究人员在11月13日的"科学"(Science)杂志上报道了他们的发现。他们说,火星在炎热季节从冰冻的极地帽升华升华后,随着蒸汽从冰层升华到高空,今天火星继续失去水分。

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我们都惊讶地发现,大气中的水如此之高,"图森亚利桑那大学月球和行星实验室行星科学博士ShaneW.Stone说。"我们使用的测量数据可能只来自MAVEN,因为它在火星大气中上升得很高,比地球表面高。


为了取得这一发现,斯通和他的同事们依靠MAVEN中性气体和离子质谱仪(NGIMS)的数据,这是由位于马里兰州格林伯特的美国宇航局戈达德太空飞行中心(NASA Goddard Space Air Center)研制的。质谱仪吸入空气,并通过自己的质量分离构成空气的离子,这就是科学家识别离子的方式。


斯通和他的团队追踪火星上大量的水离子已经有两年多了。通过这样做,他们确定,在南半球夏季最大大气附近,最大蒸发量约为93英里(或150公里)。在此期间,地球离太阳最近,因此它变暖,更有可能发生沙尘暴。


温暖的夏季温度和沙尘暴带来的强风帮助蒸汽到达大气层的顶端,在那里很容易将蒸汽分解成氧气和氢。氢气和氧气随后逃往太空。过去,科学家们认为水蒸气被困在火星表面附近,就像它在地球上一样。


斯通说:"无论是在火星上还是在地球上,构成高层大气的一切都会被摧毁,因为它是暴露在太阳下的大气层的一部分。


2018年6月,当一场严重的全球沙尘暴笼罩着火星时,研究人员测得的水量是往常的20倍(这场风暴让美国宇航局的"机遇"探测器停用)。斯通和他的同事估计,火星在45天内的失水量相当于火星全年(通常是地球年)在风暴期间损失的水量。


太阳系探索主任保罗·马哈菲(PaulMahafi)说:"我们已经证明,沙尘暴打断了火星上的水循环,推高了大气中的水分子,在大气中化学反应释放氢原子,然后失去氢原子。NASAgoddard和NGIMS的首席研究员。


其他科学家也发现,火星沙尘暴可以将水蒸气输送到地表上方。但到目前为止,还没有人意识到水会一直流向大气层的顶端。大气中含有丰富的离子,它们分解水分子的速度比在较低水平上分解水分子的速度快10倍。


这一发现的独特之处在于,它为我们提供了一条摆脱火星环境的新途径,我们认为水是无法逃脱的,"MAVENNGIMS的戈达德行星科学家梅赫迪·班纳(MehdiBenna)说。"这将从根本上改变我们对今天逃出的水量和过去逃逸速度的估计。



责任编辑:无量渡口
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