被拐走的大气 火星大气都被太阳吹走了！
时间:2017-07-23 12:55:23 来源:川北在线整理
原标题：被拐走的大气 火星大气都被太阳吹走了！
大约40亿年前，火星是温暖的。在一层厚厚大气的覆盖下，水在火星表面上汇聚成江河湖海。然而，接下来，某种大灾难就发生了。起到保温作用的火星大气层几乎消失殆尽。这颗红色行星被暴露在残酷的太空环境中，变成了今天这样一片干旱而又严寒的废土。
直到不久前，失踪的火星大气还困扰着科学家——到底它是失散在了太空里，还是被火星的地壳给吸收了？如今，NASA的MAVEN探测器发回的新数据，给这个问题下了一个定论。布鲁斯·扬可夫斯基（Bruce Jakowski）和MAVEN研究团队的其他科学家通过计算发现，火星的绝大多数大气都是被太阳风吹散的。
如今，火星寒冷而干燥，大气极为稀薄，而在40亿年前，火星曾经温暖而潮湿，有着厚厚的大气。来自MAVEN火星探测器的数据，揭开了大部分火星大气消失的过程。图片来源：NASA's Goddard Space Flight Center
此前科学家就已经知道，即使是在今天，火星也仍有一部分大气会失散在太空里，但这些新发现给这一过程在火星整个演化历史上所起作用的重要性，首次给出了一个定量分析。
“我们的结论是，火星的绝大部分大气都已经失散在了太空里，而非被这颗行星锁定在了地壳里。”扬可夫斯基说，“就算不是主要原因，这也是大气丢失的一个主要过程。”
MAVEN探测器对氩气这种惰性气体的测量，是解开这个谜题的关键。
拐走大气
太阳在持续不断地向外发出带电粒子流，称为太阳风。当这些带电粒子撞到大气里的气体分子时，它们就能剥离某些分子的电子，把分子转变成带电荷的离子。太阳风很容易拐带这些新产生出来的带有电荷的离子，把它们拖入太空。或者，这些新产生的离子会撞上其他分子，就像台球比赛里的奋力一击，把其他分子撞得四散奔逃。扬可人斯基说，“其中一些就被撞到太空里去了。”
他和他的团队知道，太阳风会优先抓取和清除较轻的分子，因为较轻的分子更有可能飘浮在大气高层，直面太阳风的轰击。这些研究者比较了氩-36和氩-38这两种同位素在不同高度的火星大气中的浓度，从而弄清了较轻的氩-36在历史上被剥离掉了多少。
然后，他们利用这一数据建立了太阳风对火星大气中其他类型的分子产生作用的模型。他们的计算表明，大约66%的火气大气在过去40亿年间失散到了太空里。
碳更复杂
下一步，MAVEN团队希望能够仔细研究火星大气中的其他同位素如何随时间发生变化。特别感兴趣的是碳，因为二氧化碳是温室气体，而且碳跟氧和氢一起，构成了我们已知生命形态的关键组分。扬可夫斯基说，研究团队之所以选择先研究氩，是因为它最容易研究。
扬可夫斯基说，“碳非常复杂，因为有太多的东西可以影响它。”碳在火星大气中的浓度取决于季节，因为二氧化碳在冬季会冻成干冰形成极冠，在比较暖和的季节里又升华成为气体。碳还会发生化学反应形成诸多分子。“氩就简单太多了，因为一旦进入大气，它跟谁都不反应，只会待在那里。”
扬可夫斯基说，火星大气消失之谜目前只算是破解了大部分。尽管大部分大气失散在了太空里，在大气消失的过程中，地壳的吸收和其他过程或许仍然起到了一定的作用。
扬可夫斯基说，火星大气消失之谜目前只算是破解了大部分。尽管大部分大气失散在了太空里，在大气消失的过程中，地壳的吸收和其他过程或许仍然起到了一定的作用。
随着大部分大气失散到太空，火星逐渐变得干涸。图片来源：The Lunar and Planetary Institute NASA's MAVEN mission
可惜的是，对于某些人，比如伊隆·马斯克来说，这些发现可能会让他们想做的事情变得更加困难。马斯克曾经提出，在火星两极的极冠上空持续不断地引爆氢弹，从而将冰封在那里的二氧化碳和其他温室气体释放到大气中，把火星改造得更加温暖，更类似于地球。
如果碳只是被锁在极冠和火星岩石中耐心地等着人类去释放它们，把火星改造成地球可能会容易得多。不过现在看来，火星上的碳大部分已经不在了。按照扬可夫斯基的说法，剩下的碳不足以形成一个厚到能够让人类感觉到舒适的大气。
“如果二氧化碳已经失散在了太空里，在这颗行星上它就不复存在了，不可能再调动出来输送回大气里了。”扬可夫斯基表示，“我们的意思是说，使用火星上现在的成分，不可能把火星改造成地球。”
不过，对伊隆·马斯克们来说，倒也不必感到绝望。我们总有办法带去自己的碳。天知道，我们已经在地球上排放了多少碳到大气里。
投稿:chuanbeiol@163.com
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