火星上的大气去哪儿了?

之前的火星探测任务已经证明,火星曾经有过大规模的液态水, 这要求当时的火星有浓厚的二氧化碳大气层,以实现保存液态水所需要的温室效应。

但现在的火星只有十分稀薄的大气层,历史上曾经浓密的二氧化碳大气层到哪里去了呢?
马文号火星探测器
科学家们在火星表面或一定深度都没有发现充足的含碳矿物,这些证据否认了人们曾经的猜想——火星上曾经浓厚的二氧化碳被埋藏到地下。
那么,会不会有一种可能:火星大气逃逸、消散到太空中,可能是火星气候变化的主要原因。马文号(MAVEN)是火星大气与挥发物演化探测器的英文缩写,是世界上第一颗专门用于研究火星高层大气的探测器。)就通过测量火星高层大气与太阳和太阳风的相互作用,研究出了火星大气的逃逸过程。
火星大气的逃逸过程
原来,由于火星没有全球性的磁场,太阳风可以直接抵达火星,将火星高层大气中的带电离子驱赶走。而我们所身处的地球,由于有磁场的保护,带电的太阳风离子就无法直接抵达地球大气层。这也致使太阳风离子对地球和火星上的大气产生了不同的影响。马文号测量了火星大气中离子的总逃逸速率及其速率变化,探测结果发现,过去40亿年中,火星大气粒子逃逸对气候变迁有巨大影响。
据探测,火星大气的逃逸主要发生在三个区域:一是火星面向太阳风一侧,该侧火星大气被太阳风电离后“吹”到火星阴面并逃逸出大气层,占大气逃逸总量的75%;二是极区上空,占火星大气逃逸总量约25%;三是绕火星的延展云层,仅占火星大气逃逸总量的很小一部分。
不仅仅是太阳风,不时出现的太阳风暴对火星大气的影响更为显著。尤其是在太阳系形成早期,太阳风暴出现的几率更为频繁。当太阳风暴击中火星大气层时,大气逃逸速率将提高约10~20%。平均每秒约有100克的火星大气被“吹走”,相当于两个鸡蛋的质量。
目前, 火星上仍残存着稀薄的大气层。而在太阳系的八大行星中,火星的自然环境与地球最为相似,是唯一经改造后适合人类长期居住的天体。科学界越来越清晰地认识到,火星是人类面临重大灾难时最有可能去的避险地。更多关于运动的科学知识,欢迎翻阅《知识就是力量》杂志学习哦!