作者罗伯特·帕金斯，加州理工学院 根据一项新的研究，虽然以前人们怀疑火星的大部分水分流失到了太空，但是很大一部分——30%到90%之间——已经流失到了地壳的水合作用中
一些水通过火山活动从内部释放出来，但不足以补充这个星球曾经重要的水源
地球大气和岩石中氘和氢的比例证明了水的命运
学分:加州理工学院 几十亿年前，红色星球远比现在蓝；根据仍然在地表发现的证据，大量的水流经火星，形成水池、湖泊和深海
那么，问题是那些水去了哪里？ 答案是:没有
根据加州理工学院和JPL大学的最新研究，火星水的很大一部分——30%到99%——被包裹在地球外壳的矿物质中
这项研究挑战了当前红色星球的水逃逸到太空的理论
加州理工学院/JPL团队发现，大约40亿年前，火星上有足够的水覆盖整个星球大约100到1500米深的海洋；大约相当于地球大西洋一半的体积
但是，10亿年后，地球还是和今天一样干燥
此前，试图解释火星上流动的水发生了什么的科学家们认为，它逃到了太空，是火星低重力的受害者
虽然确实有一些水以这种方式离开了火星，但现在看来，这种逃逸不能解释大部分的水损失
“大气逃逸并不能完全解释我们所掌握的关于火星上曾经存在多少水的数据，”加州理工学院博士说
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候选人伊娃·谢勒(20岁)，该研究论文的主要作者，发表在3月16日的《科学》杂志上，并在同一天的月球和行星科学会议(LPSC)上发表
谢勒的合著者是贝瑟尼·艾尔曼，行星科学教授和凯克空间研究所副主任；Yuk Yung，行星科学教授，JPL高级研究科学家；加州理工学院研究生丹妮卡·亚当斯；和研究科学家胡
加州理工学院为美国宇航局管理JPL
研究小组通过对陨石的分析以及利用火星探测器和轨道器提供的数据，研究了火星上各种形式(蒸汽、液体和冰)的水的数量以及地球当前大气和地壳的化学成分，特别是氘氢比
水由氢和氧组成:H2O
然而，并不是所有的氢原子都是平等的
氢有两种稳定的同位素
绝大多数氢原子在原子核内只有一个质子，而一小部分(约0
02%)以氘或所谓的“重”氢的形式存在，在原子核中有一个质子和一个中子
重量较轻的氢(也称为protium)比重量较重的氢更容易脱离行星的重力进入太空
正因为如此，一颗行星的水通过高层大气的逃逸会在这颗行星的大气中留下氘与氢的比率的信号:会有一大部分的氘被留下
然而，仅仅通过大气水分的损失不能解释火星大气中观察到的氘氢信号和过去大量的水
相反，这项研究提出了两种机制的结合——将水截留在行星外壳的矿物质中和水流失到大气中——可以解释火星大气中观察到的氘氢信号
当水与岩石相互作用时，化学风化形成粘土和其他含水矿物，这些矿物的矿物结构中含有水
这个过程发生在地球和火星上
因为地球在构造上很活跃，旧地壳不断融化到地幔中，并在板块边界形成新的地壳，通过火山活动将水和其他分子循环回大气中
然而，火星大部分在构造上是不活跃的，因此一旦发生，表面的“干燥”是永久性的
埃尔曼说:“大气逃逸显然是水分流失的一个原因，但过去十年火星任务的发现表明，有一个巨大的古代水合矿物储库，其形成肯定会随着时间的推移降低水的可用性。”
“所有这些水很早就被隔离了，然后再也没有循环回来，”谢勒说
她说，这项研究依赖于陨石、望远镜、卫星观测和火星漫游车分析的样本数据，说明了用多种方式探测这颗红色星球的重要性
艾尔曼、胡和容闳此前曾合作研究，试图通过追踪碳的历史来了解火星的可居住性，因为二氧化碳是大气的主要成分
接下来，研究小组计划继续使用同位素和矿物成分数据来确定含氮和含硫矿物的命运
此外，谢勒计划继续利用模拟火星风化过程的实验室实验，以及通过“坚忍号”探测车对古代地壳的观察，研究火星地表水流失到地壳的过程
谢勒和艾尔曼还将协助火星2020行动收集返回地球的岩石样本，这将使研究人员和他们的同事能够测试这些关于火星气候变化驱动因素的假设
这篇论文的题目是“地壳中海洋规模的水的隔离导致的火星长期干燥”，发表在2021年3月16日的《科学》杂志上
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