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核心提示:我們根據在地球上存在的200多顆火星隕石,逐漸揭開了關於火星氘核海洋的祕密。由於火星核心品質不夠,磁場較弱,導致大氣被太陽風侵蝕,發生不可逆的過程,讓火星上的大氣層和氘核海洋都消失了。

地球再40多億年前就被一顆火星大小的天體撞擊過,形成了今天的月球,誰曾想,火星在同一時期也遭遇類似的襲擊,被一顆2000公里直徑的天體撞擊過。火星遭遇的撞擊證據其實在地球上也能發現,地球上目前已經發現的隕石數量超過6萬顆,其中只有200多顆來自火星。通過研究火星隕石,我們可以推演出火星在40多億年前的狀態。

圖片解讀:火星曾經也遭遇過2000公里直徑的原行星撞擊

圖片解讀:火星上的氘核海洋

氘核海洋“重見天日”

這些來自火星的隕石形成於火星上某次撞擊事件中,撞擊產生的巨大爆炸能量將火星上的岩石拋入太空中,在太空中流浪數萬至數百萬年、甚至更長的時間後落入地球引力範圍,最終被地球引力捕獲,以流星的方式墜落地球表面。這200多顆火星隕石,給了我們兩個啟示:第一,火星形成的時間比估計的更晚:隕石中必然包含大量來自火星的元素,比如鎢和鉑,這兩個元素與鐵有較強的結合能力,因此我們發現,在早期火星形成之初,鎢和鉑會與火星上的鐵元素一直沉入行星的核心中。 這個資訊還給我們提了個醒:火星的誕生時間比較晚,理論上火星形成花了200至300萬年,但是來自火星的隕石顯示,鎢和鉑元素更多的是來自撞擊火星的小行星,由此不難看出,火星的形成應該更晚一些,可能在2000萬年以上。第二,火星中的隕石資訊記錄了火星曾經出現的氘核海洋。

圖片解讀:ALH84001隕石曾經存在的環境中擁有大量的二氧化碳,而且還處於淺水環境

圖片解讀:40多億年前,火星可能的模樣,擁有大量的海洋,以及可能存在的綠色植物

圖片解讀:今天的火星與有海洋的火星對比

命運轉折點從40億年前開始

經過隕石調查、火星車勘察資料顯示,火星曾經有水,那麼為什麼會變成今天毫無生機的模樣?這個問題已經在2015年基本查明。當年,NASA的火星大氣探測MAVEN號發行火星大氣以每秒100克的速度逃逸,在2015年3月,一場太陽風暴讓大氣粒子逃逸速率大大增加,至少達到了10倍以上,相當於每秒1千克以上。這說明太陽風粒子對火星大氣的侵蝕作用是顯著的,在40多億年前,太陽才剛剛誕生不久,太陽風粒子的強度是極大,火星大氣流失的速度也是顯而易見。這裡還有一個問題,火星和地球都有大氣,而且火星軌道距離太陽更遠,為什麼地球卻沒事?這是因為火星的核心品質不夠,磁場強度無法保護稠密的大氣,導致了火星大氣在與太陽風粒子對抗中敗下陣來。

圖片解讀:太陽風粒子對火星大氣的侵蝕作用是顯著的,在40多億年前,太陽才剛剛誕生不久,太陽風粒子的強度是極大,火星大氣流失的速度也是顯而易見

圖片解讀:火星大氣至今仍然處於丟失狀態

火星大氣中擁有少量的氬36,其同位素為氬38,太陽風粒子能夠將氬36“撞出”大氣層,因為氬36更輕。通過對火星大氣的溯源,火星在過去40億年的時間內有將近7成的氬被太陽風粒子幹掉,還有其他氣體也從大氣層流失。數十億年如一日,火星大氣經歷了不可逆轉的演化過程,逐漸形成今天的局面。

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