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火星的缺水可能隐藏在其矿物质中

来源:smithsonianmag2021-03-22

smithsonianmag 2021-03-22

火星景观是一个充满火山口和沙尘暴的干旱地区,但是科学家发现了一些迹象,表明在生命的某一时刻,红色星球上充满了蓝色的海水。科学家推测,随着大气的消散,地球上的大部分水都流失到了外层空间。

但是,地球的广阔海洋不可能失去足够快的空间,足以解释火星存在的其他里程碑。水肯定已经流到其他地方了。一项新的研究提出了一种解决方案:将水结合到地面本身的化学组成中。这项研究使用了新的计算机模型,发现如果火星曾经拥有328至4,900英尺深的全球海洋,那么现在可能有大量的水被储存在行星的地壳中。

这项研究于3月16日发表在《科学 》杂志上,并在月球和行星科学会议上发表,该研究结合了从火星陨石和美国国家航空航天局的好奇号火星车收集的数据。

“我们可以分辨出火星上曾经有很多水的事实,对火星过去拥有生命的潜力确实具有重大意义,”行星实验室科学策略总监Tanya Harrison说,送给InversePassant Rabie。

罗宾·乔治·安德鲁斯(Robin George Andrews)在《国家地理》杂志上报道说,先前解决这一难题的尝试并未考虑到地壳会吸水并将其锁定在水合矿物质(如粘土和泥岩)中的事实。因此,这项研究的主要作者,加州理工学院的行星科学家伊娃·谢勒(Eva Scheller)和研究小组着手设计一个更完整的火星45亿年寿命的计算机模型。

新模型使用了基于先前关于火星水的研究的约束。例如,到目前为止,在火星上发现的水合矿物质都具有30亿年或更久的历史。在计算机模型中,必须在那个时候完成将水掺入地壳的过程。科学家们还知道如今标准氢逃离火星大气层的速度有多快,而较重形式的称为氘的氢却紧随其后。因此,该模型可以使用该信息来估计有多少火星的水逸出了太空。

根据这项研究,高达99%的浅火星海洋将被吸收到地球的地壳中。如果海洋被认为是可能的最深端(最深达4,900英尺),那么大约30%的水将被吸收到地壳中。

没有参与这项工作的赖斯大学行星地质学家柯斯滕·西巴赫(Kirsten Siebach)对《科学新闻》的玛丽亚·特明(Maria Temming)说,这一结论“有助于使人们关注火星上失水的真正重要机制,” 。“将水困在地壳矿物质中与失去水到太空同等重要,并且可能更重要。”

该论文的一个关键发现是,在3.7到41亿年前的火星地壳形成之前,地球的大部分水都流失了。

“这非常重要,因为这意味着火星已经在30亿年前变得非常干旱,”谢勒对Inverse说。“当我们认为火星会拥有这种水时,就会受到这种限制,这最终将对可居住性产生影响。”

至少在35亿年前,地球上的生命开始出现。到那时,火星已经失去了大部分水分进入地壳或外层空间。该研究还为火星为何从海洋行星过渡到完整的沙漠提供了一些解释。地球上的水也被吸收到矿物质中,但随后的地质活动将水释放到环境中。火星的活动与地球不同,因此水被困住了。

普渡大学行星科学家布里奥尼·霍根在《国家地理》杂志上说,如果未来的宇航员想从矿物中提取水,他们将不得不将其烘烤掉,因为这效率不高。

因此,尽管这项研究可能不会影响火星探索的未来,但它为解决地球过去的谜团提供了前进的一步。

“这项研究表明,在火星历史的早期,您有更多的水可以玩。”国家地理杂志的Siebach说。“那是火星最适合居住的时间。”

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