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火星大气“溅射”揭秘:水分逃逸真相初现!

时间:2025-06-03 10:15:23来源:ITBEAR编辑:快讯团队

美国宇航局近期宣布了一项关于火星探索的重大发现。这一发现源自其MAVEN(火星大气与挥发物演化)任务,在经过长达十年的深入探索后,科学家们首次直接观测到了火星大气逃逸的一种关键过程——“溅射”。

长久以来,天文学界普遍认为火星在早期拥有浓密的大气层和液态水。然而,由于数十亿年前火星失去了磁场保护,其大气层直接暴露在太阳风和太阳风暴的强烈侵蚀之下,导致液态水无法在火星表面稳定存在,大部分最终逃逸至太空。这一转变引发了科学家们对火星水资源消失之谜的广泛关注。

为了解开这一谜团,MAVEN任务的研究团队通过精密的观测手段,首次捕捉到了“溅射”这一大气逃逸过程的实况。所谓“溅射”,是指太阳风中的高能带电粒子撞击火星大气,将中性原子和分子“撞击”出大气层,进入太空。这一现象被MAVEN任务首席研究员Shannon Curry形象地比喻为“像在泳池中跳水,水花四溅”。

在此之前,科学家们仅能通过火星上层大气中氩气同位素的分布来间接推测“溅射”的存在。轻同位素较少,重同位素较多,这一分布特征表明轻同位素很可能被“溅射”过程移除。而MAVEN任务此次借助太阳风离子分析仪、磁力计和中性气体与离子质谱仪三种先进仪器,在合适的时间和地点同时进行了测量,成功捕捉到了“溅射”的实况。

研究团队发现,“溅射”过程的发生速率比先前预测高出四倍,且在太阳风暴期间显著增加。通过绘制与太阳风相关的“溅射”氩气分布图,科学家们确认了高能粒子撞击大气的位置正是氩气高空分布的地点,这一发现实时展现了“溅射”过程的全貌。

Shannon Curry表示,这一重大发现证实了“溅射”是火星早期大气流失的主要原因,尤其在太阳活动更强的时期。这一发现不仅为解开火星水资源消失之谜提供了关键线索,还为理解火星表面液态水存在的条件及其数十亿年前的宜居性提供了重要依据。

MAVEN任务的这一发现也进一步揭示了火星大气演化的复杂过程,对科学家们探索火星乃至其他行星的气候变迁和生命起源具有重要意义。

为了更深入地理解火星的演化历史,科学家们将继续利用MAVEN任务以及其他探测器收集的数据进行分析和研究。这些努力将有望揭示更多关于火星以及其他类地行星的秘密,为人类探索宇宙的奥秘开辟新的道路。

与此同时,随着人类对火星探索的不断深入,未来的火星探测任务也将更加注重对火星大气逃逸机制的深入研究,以期为人类未来的火星殖民和资源开发提供更为坚实的科学依据。

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