新的研讨成就声明,火星曾有一个水量多于北冰洋、面积大于大西洋的原古海洋。一个国际科学家小组用欧洲南边天文台的甚大望远镜、W.M.凯克天文台的设立和NASA的红外望远镜设备对火星大气停止了监测,并用六年功夫绘制了一副火星大气水特性散布图。云云的散布图是有史以来的首幅。
大致四十亿年前,年老火星占有的水足以遮蔽它的周全表面,均匀深度可达米。不过理论上它们或者都聚集在了火星北半球的一个海洋中,这个海洋占到了火星北半球面积的一半,某些地区的水深乃至超越了米。
“经过查明有几何水流失到了天外,也许对火星曾有几何水供应牢靠的预算,”美国马里兰格林贝尔特NASA高达德空间航行重心的科学家、论文的紧要做家GeronimoVillanueva说。“经过这项劳动,咱们也许更好地懂得水在火星上的汗青。”
这一新的预算是基于对火星大气中两种稍有不同的水的形状的详细视察做出的。这两种形状一种是普遍水,它由两个氢原子和一个氧原子组成,也即是H2O。而另一种是HDO,也即是“半重水”,是一种当然形成的变种水,它分子中的一个氢原子被名为“氘”的更重形状所代替。
由于含重氢的水比普遍水更重,因而它较不易挥发或在天外中流失。因而,行星上水流失得越多,余下水中HDO和H2O的比例就会越高(地球海洋H2O和HDO分子的比例大致是:1)。
研讨人员用欧洲南边天文台位于智利的甚大望远镜,以及W.M.凯克天文台的仪器和NASA位于夏威夷的红外望远镜设备,对这两种水的化学特性停止了甄别。尽管火星的地表和轨道探测器也许供应更为详细的原位衡量,然则它们却不合适对周全火星大气特性停止监测。这项劳动还要依托地基红外光谱仪来完竣。经过对照HDO和H2O的比例,科学家也许测出HDO的比例抬高了几何,而后就也许断定有几何水逃窜到了天外中。用这类法子也许预算初期火星上曾经有几何水。
三部望远镜协同绘制的火星H2O和HDO散布图。根源:NASA/GSFC
研讨中,小组经过快要六年——相当于大致三个火星年的功夫,屡屡绘制了H2O和HDO的散布图——为咱们供应了针对这两种水及其比例在火星寰球散布的扼要阐明。即使当代火星理论上是一个荒原,这幅散布图也也许显露火星的时令变换和微天气。
欧洲南边天文台的UlliKaeufl说:“我再次为天文望远镜针对悠远行星的感知所显露出来的能力而叹服:咱们在1亿公里外找到了一个邃古海洋!”
研讨小组对火星的北极和南极地区稀奇感意思,由于位于这些地区的极地冰盖是火星上已知最大的水蕴藏地。在这些地区遗留住来的水,保管了水从火星潮湿的“诺亚”期间(接连到大致37亿年前)直到这日的全体演变纪录。
研讨终归声明,与地球海水比拟,火星极地四周大气中HDO的富集水平横跨七倍,这示意火星永远冰盖中的水浓缩了八倍。如斯高的富集水平声明火星曾经得到的水量是现时极地冰盖中水的6.5倍。火星初期海洋的容量最少是万立方公里。
依据火星这日的地表特性,这些水或者会聚集在它的北半球平原上,这个地区之于是延续被觉得是海洋的最好候选地,是由于它们的地势较低。古代海洋遮蔽了这个行星19%的表面——与此比拟,大西洋只占到地球表面的17%。
“由于火星得到了这么多水,因而这个行星坚持潮湿的功夫或者要比咱们以前觉得的还要长,这象征着这个行星曾经在更长的一段功夫内恰当性命存在,”高达德的资深科学家、论文第二做家MichaelMumma说。
火星或者曾经占有更多的水,有一些水或者如今还潜藏在它的地表下。由于这幅散布图也许显露随功夫变动的微天气和大气水量,因而也有助于对地下水的探寻。
文/ESO
译/老孙
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