火星大氣與水消失之謎破解 NASA揭秘火星之謎

科技火星科學未解之謎

新聞

NASA科學副總監、前宇航員約翰·格倫斯菲爾德(John Grunsfeld)介紹說：「火星早期擁有一個較厚的大氣，足以支持表面存在液態水，這對生命產生至關重要。明白火星大氣的演化歷史對我們了解其他行星大氣層的演變非常有幫助，知曉什麼原因導致行星表面從可以有微生物存在到變得不再擁有生命很重要，這也是美國宇航局載人火星計劃正在解決的一個重要問題。」

太陽風是一股高能帶電粒子流，主要由質子與電子組成，由太陽上層大氣射出，時速可以達到160萬公里/小時。在經過火星上層大氣時，太陽風帶來的磁場會產生電場，並電離火星大氣中的原子形成離子逃逸到太空中去。

「馬文號」最新探測表明太陽風剝離火星大氣層的速度在100克/秒。而在數十億年前，早期太陽活動非常活躍的時候，火星大氣層被太陽風剝離的速度要比現在高很多。在2015年3月發生的數次太陽風暴中，「馬文號」監測到火星大氣丟失速度加快。數十億年間的太陽活動(太陽風和太陽風暴等)是火星大氣層大量丟失，改變火星氣候的重要原因。

相比較火星，地球因為有磁場的保護使太陽風帶來的高能粒子流發生偏轉，保護了地球大氣。雖然早期火星也擁有像地球這樣的全球性磁場，但是火星體積只有地球的15%，比地球小得多，因此火星地核冷卻的比地球快，地質活動趨緩，磁場消失，大氣變薄使液態水無法穩定存在。

此前「馬文號」已經監測到太陽風和紫外線如何剝離火星上層大氣。新的研究結果表明，火星大氣丟失來自三個區域：一個是太陽風經過火星大氣後，在火星後面形成的「離子尾」;另一個是火星兩極大氣粒子逃逸形成的「羽流」;還有在火星周圍擴展開的氣體雲。「馬文號」的科學小組確定火星大氣被剝離的離子75%源自「離子尾」，另外有25%源自南北兩極形成的「羽流」，而擴展的氣體雲丟失大氣較少。

火星遠古時期擁有豐富的液態水，今天火星表面遺留的眾多河谷和只有水參與才能形成的各種礦物質都是當時大量液態水存在的證據。在30億年前，火星的大氣密度要比現在高的多，氣候也溫暖的多，當時的火星表面存在河流，湖泊，甚至液態水組成的海洋。

雖然今年9月NASA公布利用「火星勘測軌道飛行器」得到現在火星表面仍存在季節性出現的鹽水流淌的證據，但是今天的火星大氣實在太單薄太冷，使液態水無法長期或大量的在火星表面存在。

「馬文號」的項目研究可以得知，太陽風的不斷剝離是火星喪失大部分大氣的主要機制，這也是造成火星氣候顯著變化的重要原因。當然，馬文號也研究了其他損失過程，比如氫原子或離子逃逸的影響等，但這些只會增加大氣逃逸的重要意義。

※揭：火星磁場消失之謎
※火星是否能夠成為第二地球 NASA揭秘火星巨石陣之謎
※NASA揭開秘密：火星大氣和水為什麼消失了？
※火星有水嗎？揭秘火星水源的失蹤之謎
※NASA為移民火星做準備，通過火星大氣層獲取氧氣
※NASA研發火星車探尋在火星上的生命遺迹
※NASA在火星发现罕见物质 火星谜团有增无减
※NASA公布照片：火星上神秘隕石坑彷彿「巨大的鳥類足跡」
※火星八大未解之謎 為什麼火星有兩副面孔？
※NASA新火星探測器將鑽入岩層，揭示火星內部的秘密
※《火星救援》劇情成真 NASA將在火星種土豆
※火星大氣層發現氧氣 NASA稱火星曾有大面積海洋
※歐俄火星登陸器墜毀 NASA衛星拍到疑似失事地點
※NASA火星車，移民火星就開它！
※NASA下一个火星任务是研究火星的内部
※火星上有房屋？NASA火星照片引发猜想
※洪荒之力：NASA火星飛船引擎終極測試
※NASA新計劃：在火星製造氧氣，為人類殖民火星鋪路
※火星地下發現大量冰凍水 NASA稱可供火星移民使用