火星上的水去哪了,怎麼消失了
適合人類生存的星球必要條件一定要有水,沒有水的星球並不適合人類生存,而火星上據説有水的存在,但是還是不能滿足人類的生存條件,那麼下面就由星座知識為大家揭曉下火星上的水去哪了?怎麼消失了?
火星上的水去哪了 怎麼消失了
火星的大氣層寒冷而稀薄,它的大氣層中只存有微量水蒸氣,其中大部分水蒸氣在下層大氣中。由於中層大氣通常很冷,因此它會阻止水蒸氣穿過它而上升到上層大氣中。
研究人員觀察到,火星大氣層存在一種不一樣的水循環系統。當火星南半球進入夏季時,水蒸氣會非常容易地穿過中層大氣從而上升到上層大氣中,緊接着,來自太陽的紫外線會將穿過來的一部分水蒸氣分解成氫(H)和羥基自由基(OH),從而無可挽回地逃逸進太空之中,剩餘的水蒸氣則在火星的兩極附近下沉。
但問題是,水蒸氣是如何穿過中層大氣這一“屏障”而到達上層大氣的呢?為什麼單單是火星南半球進入夏季才會發生這種現象呢?
原因之一:火星繞太陽軌道
一個火星年(繞太陽運行的週期)大約是兩個地球年,由於火星近日點和遠日點與太陽之間的距離相差約4200萬公里,這一數字顯然比地球的要大得多,因此其軌道形狀更“扁”一些。
在火星南半球進入夏季時,近日點附近是南半球最接近太陽的時候,火星南半球的夏季温度明顯高於北半球的夏季温度,這就使得水蒸氣在這個時候較容易穿過中層大氣,可以一路上升進入上層大氣,從而逃離火星而進入太空。
研究人員解釋了這種以前不為人知的機制:“在下層大氣與上層大氣之間,存在一個屏障(中層大氣),由於這一屏障的温度較低,水蒸氣很難穿過它。但在一個火星年中某個地點的某個時間,這個屏障會開一個‘小窗口’,讓水蒸氣穿過,從而使水蒸氣穿過它而進入上層大氣中。”
他們用計算機模擬了從火星表面到160公里高度的大氣層中水蒸氣的流動過程,結果表明,在一個火星年中,在南緯60度以上、日面經度250度至270度之間的位置,水蒸氣每天會在冰冷的中層大氣中穿行兩次。
德國馬克斯普朗克太陽系研究所的保羅·哈託説:“南半球的夏季,在一天中的某些時候,水蒸氣會隨着較暖氣團在局部上升,並進入到上層大氣中,在上層大氣中,氣流將一部分水蒸氣沿經度方向帶到兩極,在那裏水蒸氣冷卻並再次下沉。但是,部分水蒸氣會逃脱出這個循環,因為在太陽輻射的影響下,使水分子分解,從而逃逸進入太空。”
原因之二:火星塵暴
研究人員計算出,在2007年的塵暴期間,進入上層大氣中的水蒸氣是南半球無塵暴夏季的兩倍。由於塵埃顆粒吸收陽光並因此升温,整個大氣層的温度上升了30度。哈託總結道:“很明顯,火星大氣層比地球大氣層更容易損失水蒸氣。”
火星的未來
研究人員還認為,火星的大氣厚度要曾經比現在的厚得多,可能像今天的地球一樣,含有非常多的水蒸氣,甚至還可能存在河流、湖泊和海洋。而現在,火星的大氣層變得非常稀薄,它不再像幾十億年前那樣存儲那麼多的水蒸氣,但它的大氣層中仍然存在一個活躍的水循環系統,使得水蒸氣還能輕易地逃到太空中去。
因此,長久來看,火星將會變得越來越乾枯。此外,這項研究所揭示的特殊的水循環機制,也有助於我們理解其它星球(包括地球)的演化。
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