我们终于明白了如何从曾经适宜居住的类地行星变成了我们今天看到的干燥世界。美国宇航局研究人员刚刚宣布,火星曾经丰富的大气层在太阳系早期被太阳风带走,导致火星变得干燥。
太阳风以每小时约一百万英里(约一百六十万公里/小时)的速度从太阳喷出,幸运的是,地球受到磁场的保护,免受太阳风的影响。不过,尽管火星曾经有磁场,但数十亿年前,随着行星的冷却,它失去了磁场,这使得火星大气中的离子被有效地吹走。
科学家们利用 MAVEN(火星、大气和挥发性演化)航天器解决了这个问题,该航天器自 2014 年以来一直绕火星运行。去年,探测器很幸运能够直接观测到太阳风暴对火星大气层的影响,并表明太阳粒子正在为高层大气中的气体提供能量,导致它们喷射到太空 - 并可能离开我们的太阳系。
您可以在下面看到发生的情况:
这些测量还提供了对火星大气中流失的气体的一些了解,其中包括氢气、氧气和二氧化碳——所有这些都是创造一个宜居世界所需要的。
据我们所知,火星在当时确实非常适合居住。 NASA 研究人员认为,大约 43 亿年前,火星拥有深得令人难以置信的海洋,其含水量比地球上的北冰洋还要多。
从这项新研究来看,火星的海洋似乎由于火星大气层稀薄而蒸发,然后慢慢泄漏到太空中。该成果已发表在四篇论文中科学(这里,这里,这里, 和这里)。
请阅读以下 NASA 简报的实时更新:
澳大利亚东部时间上午 6.02 点:好了,伙计们,我们开始了,直播了! “Maven 正在帮助回答科学家几十年来一直在问的一个问题:火星的大气和水去了哪里,同样的事情会发生在地球上吗?”
澳大利亚东部时间上午 6.03 点:水,我们要讨论的是水发生了什么。是的!
上午 6.05 澳大利亚东部标准时间:火星探索计划首席科学家迈克尔·迈耶 (Michael Meyer) 表示,Maven 是一项“在预算范围内、准时且表现出色的任务”。他告诉我们:“我的朋友,答案[水去向]正在风中飘扬”。 (旁注:我们喜欢科学家引用鲍勃·迪伦的话)。
上午 6.07 澳大利亚东部标准时间:对于那些在家玩的人来说,MAVEN 科学家在 2019 年发表了四篇论文科学今天描述了他们的第一个发现。我们将更详细地讨论它们,但现在您可以阅读摘要这里,这里,这里, 和这里。
上午 6.08 澳大利亚东部标准时间:所以我们现在知道太阳风在剥夺火星大气层方面发挥了重要作用。太阳风以每小时约一百万英里的速度从太阳喷出,可以从行星上捕获离子并将其带走。这似乎就是火星大气中气体所发生的情况。
上午 6.09 澳大利亚东部标准时间:由于火星没有磁场,地球得以免受太阳风的影响。值得庆幸的是,火星大气层仍然足够强大,足以阻止太阳风撞击火星表面,这对未来的任务和殖民者来说是一件好事。相反,太阳风在地球周围发生偏转。
上午 6.15 澳大利亚东部标准时间:我们收到了很多详细信息,我们将在几分钟内为您正确总结。但首先,一些图形。
这是撞击火星的太阳风:
以下是被太阳风吹走时从火星大气中逸出的离子:
上午 6.19 上午(澳大利亚东部标准时间):科学家们已经能够计算出火星大气层一直在流失的量,每秒约有 100 克大气层流失。可爱的是,他们将这比作每秒都在逃逸的汉堡。但这不是汉堡,而是氧气和二氧化碳,它们对于水和整个地球的气候都很重要。
上午 6.21 澳大利亚东部标准时间:去年,MAVEN 能够检测到,当大气层相对较弱时,大气颗粒物的逃逸量会增加 10 或 20 倍。。鉴于太阳系形成早期存在更多的太阳风暴,这表明火星的大量大气在早期就消失了。
上午 6.22 澳大利亚东部标准时间:噢,德韦恩,我们全部现在很想吃汉堡。
上午 6.23 澳大利亚东部标准时间:认为这些结果全部来自 MAVEN 前六个月的数据,真是太疯狂了。我们迫不及待地想了解更多信息!
上午 6.24 澳大利亚东部标准时间:好问题:“同样的事情会发生在地球上吗?或者它会发生在未来吗?”有点令人担忧的是,答案是肯定的:地球一直在失去大气粒子。但我们确实有一个很大的磁场,可以保护我们免受太阳风的冲击,所以我们不需要惊慌,直到我们失去磁场(这可能在地球核心冷却时发生)。
上午 6.28 澳大利亚东部标准时间:MAVEN 首席研究员 Bruce Jakosky 给出了一个很棒的 ELI5 比喻:想象一下火星的大气层,就像你刚洗完澡走进微风中时头发上的水一样——一切都会被吹走。
上午 6.32 澳大利亚东部标准时间:很多很棒的问题。我们最喜欢的:是否有可能扭转这种大气损失的影响?对于所有地形改造爱好者来说,这是个坏消息——答案是否定的。正如布鲁斯·雅科斯基所解释的那样,会如果从大气中流失的二氧化碳被锁在火星地壳中,但它被剥离到太空中,并且现在已经完全从太阳系中清除,那么这是可能的。
上午 6.38 澳大利亚东部标准时间:为什么这一切如此重要?贾科斯基给出了很好的答案,他说这一切都取决于我们对地球以外生命的理解和探索。从我们迄今为止了解到的一切来看,这颗红色星球在某个时间点满足了生命存在的所有条件。 “所以这就引出了一个问题:那里是否曾经存在过生命,”雅科斯基解释道。 “当我们走向未来时,这些关于生命、气候以及整个地球历史的问题确实是探索的中心。”
上午 6.42 澳大利亚东部标准时间:对在火星上观察到的新型极光的精彩描述——这种极光出现在不高于磁场的大气层中。我们想看看!
上午 6.52 澳大利亚东部标准时间:好吧,伙计们,看起来事情已经结束了。感谢您和我们一起观看!我们将更新上面的故事,使其对结果进行更连贯的总结,敬请期待。衷心祝贺 MAVEN 团队!
背景:
现在是 NASA 重大公告游戏的第三轮(或者是第 37 轮?)了。这次的主题是红色星球的大气层,更具体地说,它到底发生了什么。上述现场简报将于 11 月 5 日星期四美国东部时间下午 2 点开始(UTC 时间晚上 7 点,澳大利亚东部时间星期五上午 6 点)),我们将在下面实时更新最新的发现。但在此之前,我们先了解一下目前为止我们所了解的一些事情。
首先,我们知道 NASA 即将发布 MAVEN 任务的第一个发现,MAVEN 代表火星、大气和挥发性演化。我们知道我们即将了解火星大气层发生的一些幕后故事。
目前,火星的大气层稀薄且干燥,但科学家认为情况并非总是如此。下面这个美国宇航局创造的藤蔓展示了火星曾经的样子……有趣的是,它看起来很像地球。
为什么火星的大气层很重要?
为什么我们需要知道火星大气层发生了什么?因为一旦我们了解了这一点,我们就能够弄清楚这颗红色星球上的水发生了什么,并且它还可以为未来火星的宜居性提供线索。更不用说这些发现可能对美国宇航局的火星任务至关重要(目前正在招聘,仅供参考)。
美国宇航局在推特上发布了一条重要线索,称这些发现可能与太阳风有关。
《乱世佳人》:东部时间下午 2 点观看直播,观看新剧#火星公告。问?#询问美国宇航局 https://t.co/KX5g7zfYQehttps://t.co/81ChANXqH7
— 美国宇航局(@NASA)2015 年 11 月 5 日
我们希望这意味着我们也能发现一些关于今年早些时候在火星上发现的神秘、超强极光的信息。
不管怎样,我们都很兴奋。所以,吃点爆米花吧(或者,如果你像我们一样,现在是早上 6 点,也许会有强烈的)并观看我们最终了解火星大气层的故事。通过 #askNASA 在 Twitter 上提问。