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新研究提出一個(gè)根本性原因:火星可能體積太小 無(wú)法保留大量的水

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日期:2021-09-22 11:33:07    來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)報(bào)》    

水對(duì)地球上的生命來(lái)說(shuō)必不可少,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量證據(jù),表明火星早期歷史中存在水。但現(xiàn)在的火星表面并沒有液態(tài)水。一項(xiàng)新研究提出了一個(gè)根本性原因:火星可能體積太小,無(wú)法保留大量的水。

9月20日發(fā)表在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》的一項(xiàng)研究認(rèn)為,今天的火星看起來(lái)與“藍(lán)色大理石”地球如此不同有一個(gè)根本原因。“火星的命運(yùn)從一開始就注定了。”華盛頓大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院地球與行星科學(xué)助理教授、該研究領(lǐng)銜作者王坤(音譯)說(shuō),“巖石行星的體積,包括那些體積超過火星的巖石行星,可能有一個(gè)臨界值以保持足夠的水,從而支持其宜居性和板塊構(gòu)造。”

研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量了之前確認(rèn)的20塊火星隕石的鉀同位素組成,這些隕石代表了火星的塊狀硅酸鹽組成。他們確定火星在形成過程中比地球損失了更多的鉀和其他揮發(fā)物,但保留了比月球和灶神星更多的揮發(fā)物,后兩個(gè)天體比地球和火星小得多,也干燥得多。

研究人員發(fā)現(xiàn),行星大小和鉀同位素組成之間存在明確的關(guān)聯(lián)。“在火星等行星中,揮發(fā)性元素及其化合物的豐度遠(yuǎn)低于原始未分化的隕石,這是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問題。”該研究共同作者、華盛頓大學(xué)教授Katharina Lodders說(shuō),“這是一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同的行星何時(shí)以及如何保留和失去它們的揮發(fā)物具有重要的定量意義。”

“火星表面曾經(jīng)有液態(tài)水,這是無(wú)可爭(zhēng)議的,但僅通過遙感和漫游者機(jī)器人開展研究,很難量化火星上曾經(jīng)有多少水。”王坤說(shuō),“有很多關(guān)于火星水分含量的模型。早期火星的一些地區(qū)甚至比地球還要潮濕。我們認(rèn)為情況并非如此。”

研究人員指出,這一發(fā)現(xiàn)對(duì)尋找火星以外的其他行星上的生命具有啟示意義。離太陽(yáng)太近(或者距離其恒星太近的系外行星)會(huì)影響行星體能夠保留的揮發(fā)物數(shù)量。這種距離測(cè)量經(jīng)常被納入恒星周圍“宜居帶”的指數(shù)中。

王坤認(rèn)為,對(duì)于位于宜居帶內(nèi)的行星來(lái)說(shuō),人們?cè)诳紤]一顆系外行星能否孕育生命時(shí),應(yīng)該強(qiáng)調(diào)行星的大小,并納入常規(guī)考慮。(晉楠)

關(guān)鍵詞: 火星 宜居性 火星表面 液態(tài)水

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