科學(xué)家發(fā)現(xiàn) 熱量和灰塵有助于將火星水發(fā)射到太空
科學(xué)家們在NASA的"火星大氣"和"易揮發(fā)的火山"或"MAVEN"上使用儀器，發(fā)現(xiàn)紅行星表面附近的水蒸氣向空氣中排放的水汽比預(yù)期的要多。在那里，它很容易被帶電的氣體粒子(或離子)摧毀，然后消失在太空中。
研究人員說，他們發(fā)現(xiàn)的這一現(xiàn)象是導(dǎo)致火星在數(shù)十億年內(nèi)失去數(shù)百英尺(或數(shù)百米)全球水域的幾種現(xiàn)象之一。研究人員在11月13日的"科學(xué)"(Science)雜志上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。他們說，火星在炎熱季節(jié)從冰凍的極地帽升華升華后，隨著蒸汽從冰層升華到高空，今天火星繼續(xù)失去水分。
我們都驚訝地發(fā)現(xiàn)，大氣中的水如此之高，"圖森亞利桑那大學(xué)月球和行星實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)博士ShaneW.Stone說。"我們使用的測量數(shù)據(jù)可能只來自MAVEN，因?yàn)樗诨鹦谴髿庵猩仙煤芨撸鹊厍虮砻娓摺?/p>
為了取得這一發(fā)現(xiàn)，斯通和他的同事們依靠MAVEN中性氣體和離子質(zhì)譜儀(NGIMS)的數(shù)據(jù)，這是由位于馬里蘭州格林伯特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心(NASA Goddard Space Air Center)研制的。質(zhì)譜儀吸入空氣，并通過自己的質(zhì)量分離構(gòu)成空氣的離子，這就是科學(xué)家識別離子的方式。
斯通和他的團(tuán)隊(duì)追蹤火星上大量的水離子已經(jīng)有兩年多了。通過這樣做，他們確定，在南半球夏季最大大氣附近，最大蒸發(fā)量約為93英里(或150公里)。在此期間，地球離太陽最近，因此它變暖，更有可能發(fā)生沙塵暴。
溫暖的夏季溫度和沙塵暴帶來的強(qiáng)風(fēng)幫助蒸汽到達(dá)大氣層的頂端，在那里很容易將蒸汽分解成氧氣和氫。氫氣和氧氣隨后逃往太空。過去，科學(xué)家們認(rèn)為水蒸氣被困在火星表面附近，就像它在地球上一樣。
斯通說："無論是在火星上還是在地球上，構(gòu)成高層大氣的一切都會被摧毀，因?yàn)樗潜┞对谔栂碌拇髿鈱拥囊徊糠帧?/p>
2018年6月，當(dāng)一場嚴(yán)重的全球沙塵暴籠罩著火星時(shí)，研究人員測得的水量是往常的20倍(這場風(fēng)暴讓美國宇航局的"機(jī)遇"探測器停用)。斯通和他的同事估計(jì)，火星在45天內(nèi)的失水量相當(dāng)于火星全年(通常是地球年)在風(fēng)暴期間損失的水量。
太陽系探索主任保羅·馬哈菲(PaulMahafi)說："我們已經(jīng)證明，沙塵暴打斷了火星上的水循環(huán)，推高了大氣中的水分子，在大氣中化學(xué)反應(yīng)釋放氫原子，然后失去氫原子。NASAgoddard和NGIMS的首席研究員。
其他科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，火星沙塵暴可以將水蒸氣輸送到地表上方。但到目前為止，還沒有人意識到水會一直流向大氣層的頂端。大氣中含有豐富的離子，它們分解水分子的速度比在較低水平上分解水分子的速度快10倍。
這一發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特之處在于，它為我們提供了一條擺脫火星環(huán)境的新途徑，我們認(rèn)為水是無法逃脫的，"MAVENNGIMS的戈達(dá)德行星科學(xué)家梅赫迪·班納(MehdiBenna)說。"這將從根本上改變我們對今天逃出的水量和過去逃逸速度的估計(jì)。
