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【四十亿年前地球的样子】四十亿年前火星大气氧含量远超地球

方案报告 |

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2020-03-18

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  我们对于地球以外的星球一直是探索的阶段。曾经有报告指出四十亿年前火星大气氧含量远超地球,这是真的吗?我们来看看是怎么回事吧!

  四十亿年前火星大气氧含量远超地球

  据英国广播公司网站报道,一项最新研究显示,在大约40多亿年前,火星大气中的氧含量可能曾经相当丰富,这远比地球上进化出富氧大气的时间要早得多。

  这正是最近一篇发表在科学杂志上的文章所要表达的中心思想。这篇文章对比了火星陨石中保存的火星古代纪录与今天自动探测器在火星上对岩石进行的分析之后得到了这一结论。英国牛津大学的巴纳德·伍德(Bernard Wood)博士认为这一结果与主流观点认为火星曾经是一颗温暖,湿润,宜居的星球这一观点非常吻合。但是这一看法也遭到了其它科学家的质疑。

  地球大气中高氧气含量的出现可能与生命的作用有关,而火星大气中的氧气来源则更有可能通过水的裂解产生。伍德教授和他在牛津大学的同事们检验了在地球上发现的火星陨石的化学成分,并将这一结果与美国宇航局勇气号火星车搜集的数据进行了对比。这两份样品都是火成岩(火山岩),但是两者之间却存在着地球化学方面的显著差异。举例而言,在火星古塞夫陨石坑内的岩石,其镍含量要比火星陨石中的含量高出大约5倍。

  拓展

  众所周知,今日的火星寒冷而干燥(尽管上个月NASA刚刚宣布在火星地表发现了季节性存在的液态水体,但那只是非常局部地区并且数量非常少 的),但在遥远的过去,火星的情况则完全不同。正在火星地表工作的好奇号火星车以及其他探测器获得的数据表明在数十亿年前,火星曾经拥有过温和湿润的环境。当时的火星地表存在着广泛的河流和湖泊系统,甚至是覆盖火星表面广大地区的巨大海洋。

  这颗星球的巨大转变是与其大气散逸有关的,今天的火星大气密度仅相当于地球上海平面处大气密度的1%不到。科学家们长期以来一直想要了解火星上究竟发生了什么事情。

  11月6日,美国《科学》杂志以专刊形式报道了MAVEN项目组发表的一系列探测结果。比如其中一项研究认为过去更加强大的太阳爆发可能在造成火星大气丢失的过程中扮演了重要角色。

  在那篇文章中,雅各斯基和他的同事们报告了在2015年3月发生的一次剧烈的日冕物质抛射(CME)事件对火星大气产生的显著影响。日冕物质抛 射是一种剧烈的太阳爆发现象,当其发生时太阳会向外释放出大量高能带电粒子流。根据MAVEN探测器的最新测量结果,目前火星大气每秒大约损失100克物质,但在发生CME等太阳爆发事件期间,这一速率将会提升10~20倍。

  相比今天,在大约40亿年前这样的太阳爆发事件强度更高也更加频繁,与此同时太阳产生的极紫外辐射强度也要比今天高得多。强烈的太阳风会猛烈轰击早期火星的大气层。雅各斯基指出,所有这些都会造成火星在其演化早期阶段的大气丢失。

  而所有这些都发生在火星失去其全球性磁场之后不久。在此之前,火星的磁场保护着这颗星球,对抗来自太阳风的侵蚀,而当磁场逐渐消失,这种保护也随之消失了。在那之后,在短短数亿年内,火星大气向宇宙空间的散逸率大大提升。

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