作者:阿爾弗雷多·卡皮涅蒂
編譯:秦秦
圖片來源:NASA/USGS/ESA/DLR/FU BERLIN(G.NEUKUM)
上圖為藝術家對火星上的冰川山谷和海洋的印象。
火星令人費解,從漫遊車和衛星觀測中我們知道它的表面曾經有大量的水,這通常表明它的氣候溫暖潮溼;另一方面,又有證據表明,即使在遙遠的過去這顆行星也總是非常寒冷,但它也不是一個寒冷乾燥的沙漠。這兩個想法經常互相矛盾,最新研究表明這兩個想法都可能是正確的:古代火星很可能是一個寒冷和潮溼的世界。
研究人員正在著手建立一個模型,來解釋這顆紅色星球上令人費解的特徵。如果地球不溫暖潮溼或寒冷乾燥,那麼是否還有第三種選擇?研究人員將研究發現發表在了美國國家科學院院刊,他們認為寒冷潮溼的情景可以解釋火星北半球為什麼存在廣闊的液態海洋並延伸到其極地地區。然而該模型需要解釋液態海洋和冰蓋區域的存在,例如南部高地冰川山谷和冰蓋的存在。
研究火星的行星科學家發現了震撼這顆紅色星球的古代海嘯的證據。如果海洋由於非常寒冷的氣候而結冰,這些海嘯就不會發生,但較溫和的氣候意味著透過降水將水從海洋轉移到陸地,所以寒冷和潮溼的條件可能已經存在。
該團隊使用先進的一般迴圈模型來計算出這個世界的必要引數。他們計算出即使火星的平均溫度低於 30 億年前水的冰點0°C(32°F),海洋也有可能保持穩定。他們設想南部冰雪覆蓋的高原,冰川流過平原並返回海洋。海岸線周圍的降雨量會適中。在這種情況下,海面溫度可能高達 4.5°C (40°F);不是熱帶,但足以讓水保持液態。
這些條件的關鍵就在空氣。與地球大氣層相比,今天火星大氣層的密度約為1%。但是如果在過去這也大致相同,並且,大約由 10% 的氫氣和其餘的二氧化碳組成,那麼這種情況實際上會起作用。以前的分析已經發現了強有力的證據,表明在它被來自太陽的源源不斷的粒子流撕裂之前,大氣層會變得更厚。
該模型在解釋火星的特殊性方面無疑是令人信服的,但是要了解數十億年前這顆紅色星球的真實面貌,還需要更多的證據。
阿爾弗雷多·卡皮涅蒂是國際圖聯科學部的一名編寫者。他主要研究天文學、物理學和科學。他擁有倫敦帝國學院天體物理學博士學位和量子場與基本力學碩士學位,致力於打擊STEM教育中的不平等,是Pride in STEM的主席和創始人,這是英國最大的慈善信託機構。他還是一個狂熱的科學傳播者,以“theastroholic”的名字製作影片和播客。