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科学家roxette发现,热量和灰尘有助于将火星水发射到太空

天文学与空间 2022-05-06 00:01:09

由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的朗尼·谢赫曼设计 这张图表显示了火星大气中的水量是如何根据季节变化的

在全球和区域沙尘暴期间,发生在南方的春天和夏天,水量激增

学分:亚利桑那大学/谢恩·斯通/美国宇航局戈达德/丹·加拉格尔 科学家们使用美国国家航空航天局火星大气和挥发性演化(MAVEN)航天器上的一种仪器发现,这颗红色星球表面附近的水蒸气比任何人预期的都要高。

在那里,它很容易被带电气体粒子或离子破坏,并消失在太空中

研究人员说,他们发现的这一现象是导致火星在数十亿年内失去相当于全球数百英尺(或数百米)深的海洋的几种现象之一

11月11日报道他们的发现

在《科学》杂志上,研究人员说,火星今天继续失去水分,因为在温暖的季节里,水蒸气从冻结的极地冰盖升华后被输送到高海拔地区

“我们都很惊讶地发现大气层中有这么高的水,”谢恩说

斯通是图森市亚利桑那大学月球和行星实验室的行星科学博士生

“我们使用的测量只能来自火星飞行器,它在火星表面上方的大气层中飞行

" 为了实现他们的发现,斯通和他的同事们依赖于来自MAVEN的中性气体和离子质谱仪的数据,该质谱仪是在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心开发的

质谱仪吸入空气,并根据质量分离组成空气的离子,这就是科学家识别它们的方法

斯通和他的团队在火星上空追踪了超过两年的水离子丰度

在这样做的过程中,他们确定了在南半球夏季,离地表约93英里或150公里的大气层顶部附近的水汽含量最高

在这段时间里,地球离太阳最近,因此变暖,沙尘暴更有可能发生

这张图显示了火星上的水是如何正常流失的

在区域性或全球性沙尘暴期间

荣誉:美国国家航空航天局/戈达德太空实验室/阿德里亚娜·曼里克·古铁雷斯/克里斯洛弗·金 温暖的夏季温度和与沙尘暴相关的强风帮助水蒸气到达大气的最高层,在那里它很容易分解成氧气和氢气

氢气和氧气随后逃逸到太空

此前,科学家认为水蒸气像在地球上一样被困在火星表面附近

斯通说:“在火星或地球上,构成大气层较高部分的一切都被摧毁了,因为这是暴露在太阳全部力量下的大气层的一部分。”

" 研究人员在2018年6月的两天里测量了比平时多20倍的水,当时一场严重的全球沙尘暴笼罩了火星(正是这场沙尘暴使美国宇航局的机遇号探测器退役)

斯通和他的同事估计,在这场风暴中,火星在45天内流失的水分相当于火星一整年(持续地球两年)流失的水分

“我们已经表明,沙尘暴中断了火星上的水循环,并将水分子推向大气层的更高位置,在那里,化学反应会释放出氢原子,然后氢原子会消失在太空中,”美国国家航空航天局戈达德太阳系探索部主任、国家地理信息管理系统首席研究员保罗·马海菲说

其他科学家也发现,火星尘暴可以将水蒸气带到离地表很远的地方

但是直到现在,没有人意识到水会一直到达大气层的顶端

在大气的这个区域有大量的离子,它们分解水分子的速度比它们在较低水平被破坏的速度快10倍

“这项发现的独特之处在于,它为我们提供了一条我们认为不存在的让水逃离火星环境的新路径,”戈达德行星科学家、MAVEN NGIMS仪器的联合研究员迈赫迪·本纳说。

“这将从根本上改变我们对今天水逃逸速度和过去水逃逸速度的估计

"

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