火星,曾經被科學家認為是極有可能讓人類移民的星球之一,因為科學家從火星探測器發來的土壤資料和一些圖片中發現:火星曾經是有液體水存在的,並且火星的地表溫度也不像其他行星那麼苛刻。
最重要的是,科學家經過仔細分析發現,火星空氣中殘留的微量大氣成分組成竟然和地球十分相似。在檢測到的微量火星大氣成分中,含有氮氣、二氧化碳、氧氣、和水汽,雖然氧氣和水汽的含量十分低。
科學家推測45億年前火星也許擁有濃厚的大氣,以及孕育生命的地表水和氧氣。但是,為什麼今天的火星不僅一片荒蕪,更找不到真正存在的液體水呢?是什麼原因導致火星環境的劇烈變化呢?
科學家Sakatad等人認為,40億年前火星遭遇突變,火星大氣層全部被太空引力吸附進入太空中,也就是說,所有組成火星大氣的物質(氮氣、氧氣、二氧化碳等)都被吸進了太空中。
而由於失去大氣層的保護,火星的水迴圈被破壞,不再有新的水生成,而由於地表水的喪失,土壤也逐漸顆粒化,形成現在火星沙漠狀的地表狀態。
那麼是什麼原因導致了火星大氣層被太空吸走呢?
Sakata認為,最主要的因素由於火星磁場“發動機”不再工作了。地球也有屬於自己的磁場,那麼磁場又是如何產生的呢? 目前關於地球磁場的產生還沒有一個科學界公認的理論依據,比較受科學家們推崇的磁場產生理論是:地球內部存在電流,而地球本身還有大量的的鐵、鎳等可導電物質供電流傳遞,在加上地球自身的運動,產生切割磁場,也就是物理學中的“電生磁”現象。
在40億年前,火星內部電流不知為何逐漸減弱,以致現在火星磁場非常弱小。科學家們利用磁流體動力學模型,進行實驗驗證磁場是如何影響大氣離子的。
結果不出所料一個強大的磁場很容易承受來自太陽風的壓力,保護它的大氣離子。另一個令人意外的發現是:弱磁場(比如火星)強度的大氣離子的損失率竟然是無磁場大氣離子的6倍!
研究小組發現這是因為火星上引導帶電大氣粒子運動的磁場線極易被太陽風吹回,間接為這些大氣離子逃離到火星背面太空提供了動力。
這意味著,火星的微弱磁場對保護火星大氣一點幫助都沒有,反而會加速火星世界的寒冷貧瘠。看到這,相信大家已經了解為何火星大氣如此稀薄了, 另外需要注意的是,地球磁場在過去的兩百年裡也呈現的逐漸減弱的趨勢,具體原因還不清楚,但我們不必太擔心,因為這種速度是十分緩慢的,而且再過幾十年或者百年,或許科學家可以解決這個問題。