火星过去多水的秘密可能植根于其大气历史

2021-04-29 17:40:22来源：cnBeta.COM

根据一项新的研究结果，高空冰云可能通过温室效应使火星变暖，从而使古代火星拥有河流和湖泊。这一理论可以由美国宇航局(NASA)的“毅力号”探测器进行测试，该探测器目前正在积极探索红色星球的表面。

我们太阳系中最大的未解之谜之一是火星如何从一个能够孕育巨大湖泊(可能还有生命)的世界转变为我们今天所知的荒凉的贫瘠星球。

科学家们知道一个事实，那就是古代火星曾经拥有大量的液态水，因为在卫星图像中，红色星球上仍然可以看到由流动的液体雕刻和运输的裂缝、三角洲遗迹和岩石沉积物。这些曾经有水的遗迹现在被认为是我们所知的最有希望发现过去微生物生命线索的一些地方。

但是，尽管已经提出了许多理论，科学家们仍然不确定火星是如何能够维持液态水的，尽管鉴于其相对遥远的轨道，它从我们的恒星接受的阳光量大约是今天地球的三分之一。

新的研究结果表明，火星过去多水的秘密可能植根于其大气历史。该研究利用先进的红色星球三维计算机模拟来模拟古代火星气候可能是什么样子。更具体地说，科学家们试图确定高空冰云的存在是否会对该星球的大气层产生重大的变暖影响。

这一理论最初是在2013年提出的，但遭到科学界一些成员的质疑。部分原因是云层必须比它们在地球上最接近的同类--被称为卷云--保持更长时间的凝聚力。然而，研究人员进行的新模拟显示，不寻常的云层确实有可能持续下去，而其寿命的关键在于火星表面存在的水冰量。

在研究小组使用的火星数字化版本中显示，在有广泛的地面冰层覆盖的情况下，它将导致表面湿度，这可能会引发低空云的产生。然而，当火星上的冰覆盖面总体上较少时--例如，冰冻的水留在极地地区和山顶--人们发现，靠近地表的空气要干燥得多。这反过来又导致了高空云的产生，这些云在失去凝聚力之前可以持续一年之久。

"在模型中，这些云的行为不同于地球的云，"新研究的主要作者、芝加哥大学地球物理科学助理教授Edwin Kite说。"在基于地球的直觉上建立模型是行不通的，因为这与地球的水循环完全不相似，地球的水循环在大气和地表之间快速移动。"

科学家认为，这些冰冷的高空云导致了温室效应，其中来自太阳的热量被截留在大气层中，进一步使火星变暖，并允许在表面存在液态水。“毅力号”探测器对火星地貌的进一步研究可以帮助测试该团队的模型。

“火星很重要，因为它是我们知道的唯一有能力支持生命的星球--然后又失去了它，"Kite解释说。"地球的长期气候稳定性是了不起的。我们想了解一个星球的长期气候稳定性可能崩溃的所有方式--以及它可以被维持的所有方式(不仅仅是地球的方式)。这一探索定义了比较行星宜居性的新领域。”

有关这项研究的论文已经发表在《美国国家科学院院刊》上。

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