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火星注定要干涸

艺术家描绘的火星表面有类似地球的水。这颗红色星球在古代是一个潮湿的世界。
艺术家描绘的火星表面有类似地球的水。这颗红色星球在古代是一个潮湿的世界。 (图片来源:美国宇航局地球天文台/约书亚·史蒂文斯;NOAA国家环境卫星、数据和信息服务;澳门金莎网上游戏美国宇航局/姓名/美国地澳门金沙网络娱乐场质调查局;平面设计Sean Garcia/华盛顿大学)

一项新的研究表明,由于火星的体积太小,它注定会干燥。

多亏了像美国宇航局的好奇号和毅力在火星探测器上,科学家们知道,在古代,液态水流经火星表面:这颗红色星球曾经有湖泊、河流和溪流,甚至可能是一个覆盖了北半球大部分地区的巨大海洋。

但地表水在35亿年前就消失了,消失在了太空中以及火星的大部分大气层.科学家们认为,这颗红色星球失去了它的全球磁场后,就发生了剧烈的气候变化。磁场保护了火星的空气,使其不被来自太阳的带电粒子带走。

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但根据这项新研究,这一直接原因背后有一个更根本的驱动因素:火星它太小了,无法长时间吸附地表水。

“火星的命运从一开始就被决定了,”该研究的合著者、圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学助理教授王坤(Kun Wang)说,在一份声明中说.“岩石行星的大小可能有一个门槛,以保持足够的水,使宜居性和板块构造成为可能。”科学家们认为,这个阈值比火星还要大。

该研究小组由田真(音译)领导,他是王教授实验室的一名研究生火星陨石他们选择了这颗红色行星作为代表。研究人员测量了这些地外岩石中钾同位素的丰度,这些岩石的年龄从2亿年到40亿年不等。(同位素是一种元素,其原子核中含有不同数量的中子。)

田和她的同事用钾(化学符号K)作为更“易挥发”的元素和化合物的示踪剂——比如水,它在相对较低的温度下转变为气相。他们发现,火星在形成过程中损失的挥发物明显多于地球,而地球的质量大约是火星的9倍。澳门金莎网上游戏但是火星比地球的月球和329英里宽(530公里)的小行星更好地保存了它的挥发物灶神星这两颗行星都比火星小得多,也干燥得多。

华盛顿大学地球和行星科学研究教授、合著者卡塔琳娜·洛德斯(Katharina Lodders)在同一份声明中说:“在分化的行星中,挥发性元素及其化合物的丰度远远低于原始未分化的陨石,这是一个长期存在的问题。”(“分化”指的是宇宙物体的内部被分成不同的层,如地壳、地幔和地核。)

Lodders说:“K同位素组成与行星重力相关性的发现是一个新发现,它对不同的行星何时以及如何接收和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。”

新的研究该研究于9月20日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academies)的网站上。此前的研究表明,小面积对宜居性是一个双重打击。矮脚行星在形成过程中失去了大量的水分,它们的全球磁场也相对较早地关闭,导致大气变薄澳门金莎网上游戏。(相比之下,地球的全球磁场仍然很强,由发电机提供动力在地球深处。)

研究小组成员说,这项新研究也可能在我们自己的宇宙后院之外有应用。

瑞士伯尔尼大学空间和宜居性中心的合著者克劳斯·梅泽尔在同一份声明中说:“这项研究强调,行星的大小范围非常有限,足以形成适宜居住的表面环境,但水不会太多。”这些结果将指导天文学家寻找可居住的星球系外行星在其他太阳系。”

“地表环境”的免责声明在任何关于宜居性的讨论中都是很重要的。例如,科学家们认为现代火星仍有可能维持生命的地下蓄水层。以及像木星这样的卫星欧罗巴而土星的土卫二则在冰层覆盖的表面下拥有可能支持生命的巨大海洋。

麦克·沃尔是《在那里(Grand Central出版社,2018;卡尔·塔特插图),一本关于寻找外星生命的书。在推特上关注他@michaeldwall.在推特上关注我们@Spacedotcom或Facebook。

迈克墙
迈克尔是爱达荷国家实验室的科学作家,曾在《连线》网站、《加州萨利纳斯报》和SLAC国家加速器实验室实习。澳门金莎网络游戏他还是一名爬虫学家和野生生物学家。他拥有澳大利亚悉尼大学的进化生物学博士学位,亚利桑那大学的学士学位,以及加州大学圣克鲁兹分校的科学写作研究生证书。