火星上的水去哪了,怎么消失了
适合人类生存的星球必要条件一定要有水,没有水的星球并不适合人类生存,而火星上据说有水的存在,但是还是不能满足人类的生存条件,那么下面就由星座知识为大家揭晓下火星上的水去哪了?怎么消失了?
火星上的水去哪了 怎么消失了
火星的大气层寒冷而稀薄,它的大气层中只存有微量水蒸气,其中大部分水蒸气在下层大气中。由于中层大气通常很冷,因此它会阻止水蒸气穿过它而上升到上层大气中。
研究人员观察到,火星大气层存在一种不一样的水循环系统。当火星南半球进入夏季时,水蒸气会非常容易地穿过中层大气从而上升到上层大气中,紧接着,来自太阳的紫外线会将穿过来的一部分水蒸气分解成氢(H)和羟基自由基(OH),从而无可挽回地逃逸进太空之中,剩余的水蒸气则在火星的两极附近下沉。
但问题是,水蒸气是如何穿过中层大气这一“屏障”而到达上层大气的呢?为什么单单是火星南半球进入夏季才会发生这种现象呢?
原因之一:火星绕太阳轨道
一个火星年(绕太阳运行的周期)大约是两个地球年,由于火星近日点和远日点与太阳之间的距离相差约4200万公里,这一数字显然比地球的要大得多,因此其轨道形状更“扁”一些。
在火星南半球进入夏季时,近日点附近是南半球最接近太阳的时候,火星南半球的夏季温度明显高于北半球的夏季温度,这就使得水蒸气在这个时候较容易穿过中层大气,可以一路上升进入上层大气,从而逃离火星而进入太空。
研究人员解释了这种以前不为人知的机制:“在下层大气与上层大气之间,存在一个屏障(中层大气),由于这一屏障的温度较低,水蒸气很难穿过它。但在一个火星年中某个地点的某个时间,这个屏障会开一个‘小窗口’,让水蒸气穿过,从而使水蒸气穿过它而进入上层大气中。”
他们用计算机模拟了从火星表面到160公里高度的大气层中水蒸气的流动过程,结果表明,在一个火星年中,在南纬60度以上、日面经度250度至270度之间的位置,水蒸气每天会在冰冷的中层大气中穿行两次。
德国马克斯普朗克太阳系研究所的保罗·哈托说:“南半球的夏季,在一天中的某些时候,水蒸气会随着较暖气团在局部上升,并进入到上层大气中,在上层大气中,气流将一部分水蒸气沿经度方向带到两极,在那里水蒸气冷却并再次下沉。但是,部分水蒸气会逃脱出这个循环,因为在太阳辐射的影响下,使水分子分解,从而逃逸进入太空。”
原因之二:火星尘暴
研究人员计算出,在2007年的尘暴期间,进入上层大气中的水蒸气是南半球无尘暴夏季的两倍。由于尘埃颗粒吸收阳光并因此升温,整个大气层的温度上升了30度。哈托总结道:“很明显,火星大气层比地球大气层更容易损失水蒸气。”
火星的未来
研究人员还认为,火星的大气厚度要曾经比现在的厚得多,可能像今天的地球一样,含有非常多的水蒸气,甚至还可能存在河流、湖泊和海洋。而现在,火星的大气层变得非常稀薄,它不再像几十亿年前那样存储那么多的水蒸气,但它的大气层中仍然存在一个活跃的水循环系统,使得水蒸气还能轻易地逃到太空中去。
因此,长久来看,火星将会变得越来越干枯。此外,这项研究所揭示的特殊的水循环机制,也有助于我们理解其它星球(包括地球)的演化。
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