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火星為啥干旱?大氣層水蒸汽持續(xù)向太空逸出

2019/5/17 8:16:16 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:阿迷

據(jù)國外媒體報(bào)道,行星科學(xué)家猜測,火星大氣中的水蒸汽持續(xù)逃逸至太空,這一過程延續(xù)了數(shù)十億年,最終火星失去了幾十億年前遠(yuǎn)古時(shí)期曾存在的海洋和河流系統(tǒng)。

俄羅斯莫斯科物理與技術(shù)研究所的德米特里·莎珀什尼可夫(Dmitry Shaposhnikov)帶領(lǐng)一支研究小組發(fā)現(xiàn),當(dāng)前火星大氣層水蒸汽損失的機(jī)制與地球氣象系統(tǒng)完全不同。

這項(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《地球物理研究快報(bào)》上,長期以來,火星水分持續(xù)損失現(xiàn)象一直困擾著研究人員?;鹦谴髿鈱訌谋砻嫦蛏涎由旒s160公里,火星大氣層是極度寒冷的,事實(shí)上大氣溫度低到足以使上升的水蒸汽凍結(jié),并阻止其逸出。

然而,其中一部分水蒸汽確實(shí)會(huì)逃逸,抵達(dá)大氣層上層。這里源自太陽的超強(qiáng)輻射會(huì)將水蒸汽分離為氫和羥基自由基,而前者將不可逆轉(zhuǎn)地進(jìn)入太空。

未抵達(dá)大氣層上層的水蒸汽,它們的運(yùn)行軌跡被寒冷的大氣中間層阻擋,最終飄向火星北極,這里的溫度較低,水蒸汽將逐漸沉積至北極表面。

使用計(jì)算機(jī)分析,目前莎珀什尼可夫和同事發(fā)現(xiàn)水蒸汽是如何上演“胡迪尼魔術(shù)”,該過程揭示了一種全新的水循環(huán)系統(tǒng)。

研究人員發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵在于火星的橢圓形軌道,火星環(huán)繞太陽一周相當(dāng)于地球大約兩年的時(shí)間。在火星南半球夏季,這顆行星距離太陽的距離比相同季節(jié)北半球接近太陽4200萬公里,這意味著火星南半球夏季氣溫比北半球更高。

研究報(bào)告合著作者、德國馬克斯·普朗克太陽系研究所保羅·哈托赫(Paul Hartogh)解釋稱,當(dāng)火星南半球處于夏季時(shí),在一天某些時(shí)間段,水蒸汽會(huì)隨著較暖氣團(tuán)局部上升,并抵達(dá)大氣層頂部。

事實(shí)上,大氣層就像一個(gè)泵,使冰凍的中間層變得可滲透。這種影響僅發(fā)生在南半球,一天僅出現(xiàn)兩次,只在非常特定的區(qū)域內(nèi)發(fā)生。

同時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)每隔5年時(shí)間火星將出現(xiàn)一場覆蓋全球的超大規(guī)模沙塵暴,它會(huì)使大氣變暖,加速水分向上運(yùn)動(dòng),從而加快火星大氣蒸發(fā)過程。哈托赫說:“很明顯,火星大氣層比地球更容易出現(xiàn)水蒸汽滲透,最新發(fā)現(xiàn)的季節(jié)性水循環(huán)在很大程度上導(dǎo)致火星持續(xù)損失水分?!?/p>

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關(guān)鍵詞:火星,大氣層干旱

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