想看馬斯克在火星大海里游泳？來晚了！火星的海洋已經弄丟了

遠古的火星有一片大海，覆蓋20%地表。隨著時間推移，87%的海洋都消失了，剩下的被鎖定在極地冰蓋中。是什麼原因導致火星海洋遭此厄運？

古代的火星曾有一個巨大海洋

美國宇航局戈達德太空飛行中心的資深科學家邁克爾·穆瑪表示，在遠古時代，火星曾存在一片巨大的海洋，覆蓋大約20%的地表，平均深度在1500米左右。現在，這個遠古海洋只倖存13%，並且被鎖定在極地冰蓋中。

詹姆斯·韋伯望遠鏡將成為世界上最重要的太空紅外觀測設備。這架望遠鏡的第一項任務便是幫助科學家揭示火星在45億年的演化中為何喪失大量水。現在的火星是一片冰冷的荒漠，大氣密度不到地球大氣的百分之一。但有證據顯示在太陽系的早期，火星表面可能存在一片深度與地中海相當的海洋。隨著大氣層愈發稀薄，絕大多數海水迷失太空。

大鹽湖的日出景象

氫原子逃離火星上層大氣層，含水的重氫則留在火星。氫外逃讓火星從45億年前的一顆濕潤星球淪為一個乾燥的世界。穆瑪曾指出：「我們現在知道火星上以氘水形態存在的水遠遠超過陸地上的海水。我們能夠估算出火星從年輕走到現在損失的水量。」

遠古火星海洋的鹹度與死海不相上下。在這種環境下，生命基本上無法存活。牛津大學聖彼得斯學院的尼古拉斯·托斯卡表示：「如果火星上曾存在生命，它們可能起源於高酸性和高鹽度環境。這意味著火星生命的生物學特徵與我們知道的任何地球生命截然不同。」

火星也曾是一個濕潤的星球

火星是特保時間觀測項目（GTO）的重要目標。該項目由華盛頓的行星學家海蒂·哈默爾領導，旨在給與美國宇航局合作的科學家劃撥專門時間，讓他們得以校準和優化韋伯望遠鏡。2003年，哈默爾被宇航局選中，成為韋伯望遠鏡項目的一名跨學科科學家。如果在2020年發射升空，韋伯望遠鏡可以在時年5月至9月對火星進行觀測。

人類探索火星的次數超過太陽系的其它任何行星。當前，6顆探測器環繞火星飛行，2輛漫遊者在火星表面勘察。韋伯望遠鏡能夠一次拍攝火星的全身照。相比之下，軌道器需要數次曝光才能繪製出完整的火星地圖，因此會受到日常變化的影響；漫遊者只能對一個地點進行勘測。此外，韋伯望遠鏡還擁有驚人的光譜解析能力，能夠在各種波長條件下測量微小差異。地面望遠鏡會受到地球大氣層的干擾，韋伯則沒有這個困惑。

藉助韋伯望遠鏡，科學家能夠對火星進行深入研究

利用韋伯望遠鏡觀測火星也並非一件容易的事情。戈達德太空飛行中心科學家、GTO項目組的格洛尼莫·維拉努瓦解釋說：「在設計上，韋伯望遠鏡能夠觀測到異常暗淡和遙遠的天體，但火星亮度很高並且距離很近。」因此，對火星的觀測必須小心謹慎，避免火星光線讓韋伯的精密儀器不堪忍受。韋伯項目太陽系觀測計劃的協調人斯特凡尼·米拉姆表示：「火星觀測將測試韋伯望遠鏡追蹤移動天體的能力。在對我們的太陽系進行研究時，這種能力非常重要。」

「鳳凰」號登火藝術概念圖

在漫長的歲月變遷中，由於太陽的紫外線分解水分子，火星上的大部分水迷失在太空中。通過測算火星大氣中兩種形態略微不同的水——正常的水（H2O）和重水（HDO，一個氫原子被天然產生的氘取代）——的丰度，科學家能夠估算出火星損失的水量。隨著氫的逃逸，H2O和HDO的比值發生改變，由此可以推算出逃離到太空的水量。韋伯望遠鏡將在不同時間、季節和地點測量這個比值。

維拉努瓦表示：「在韋伯望遠鏡的幫助下，我們能夠精確測算火星上的H2O/HDO比值，進而確定火星喪失的水量。我們還能確定水如何在極地冰、大氣層和土壤之間轉換。」

雖然火星上的絕大多數水鎖定在冰中，但某些液態水存在於地下蓄水層的可能性仍舊存在。這些水庫甚至能夠支持生命存在。2003年的一項發現進一步增強了科學家的信心，當時他們在火星大氣層中探測到甲烷。韋伯望遠鏡的觀測數據將為科學家提供新線索，確定這些甲烷的源頭。

您可能還想看

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！