物理科技生物学-PHYICA

测量火星大气中的碳离子损失

天文学与空间 2023-07-03 20:24:32

美国地球物理联合会摩根·雷恩伯格著 计算机模拟显示,由于与太阳太阳风的相互作用,离子逃离了火星大气

功劳:美国宇航局科学可视化工作室 近几十年来,行星科学家已经获得了充分的证据,表明大约40亿年前的诺阿钦事件中,火星拥有相对较厚的大气层,表面有液态水

从那以后,发生了重大的气候变化,导致地球大部分大气和所有地表水流失

今天,大气的剩余部分是一个主要由二氧化碳组成的薄壳

如果没有保护性的行星磁场,这也将被太阳风带走

自2014年抵达以来,美国宇航局的火星大气和挥发性演化(MAVEN)航天器一直在追踪大气中最丰富的离子的逃逸,这些离子是原子氧和分子氧

在一项新的研究中,皮克特等人

尝试将这些观察扩展到碳,大气中第二丰富的元素

观察大气中碳离子损失的一个复杂因素是碳在质量上与优势物种氧相似

在这项工作中,作者使用了由MAVEN的超热和热离子成分(STATIC)仪器收集的40个轨道的数据,该仪器记录了进入离子的电荷、质量和速度

由于仪器的不确定性,静态记录小范围质量的粒子撞击;分布以给定离子的真实质量为中心

因为C+和O+的质量相似,所以这些分布重叠

因此,在确定C+群体之前,必须模拟并去除氧离子的贡献

作者开发并描述了一个多步骤的过程来实现这一点

研究人员将他们的方法应用于STATIC在2018年4月收集的数据,作为该技术的初步评估和C+逃逸率的第一近似值

他们估计,C+以每秒104-105每平方厘米的流量沿着磁尾流离火星

这一发现与之前基于模型得出的大气碳损失估计大体一致,比观察到的氧离子损失率低1-2个数量级

总的来说,在研究期间,STATIC在大约四分之一的观测中发现了可检测到的C+通量

这说明了解开火星大气中两种最丰富成分的持续困难

了解当前大气中碳和氧的相关但独立的故事将是一项未来的任务,对这颗红色星球的气候历史有影响

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