大约在40亿年前,地球的近邻,红色星球——火星,曾经历了温暖湿润的时期,那时,火星有较厚的大气层,地面也有河水流淌,一些科学家认为,这种环境使得早期火星成为非常特别的星球,它曾是一颗有机会孕育出生命的行星。
近年来,美国宇航局通过火星大气与挥发物演化探测器(NASA’s Mars Atmosphere and Volatile Evolution,简称MAVEN),了解了很多有关火星大气的情况。2015年,MAVEN团队曾宣布,他们已经确定了当前在太阳风的剥离作用下,火星大气向太空中散逸的速率。
研究的数据是MAVEN在2015年3月8日的一次行星际日冕物质抛射过程中收集的(interplanetary coronal mass ejection,简称ICME,日冕物质抛射是巨大的、携带磁力线的泡沫状气体,被从太阳抛射出来的过程,当抛射物抵达行星时被称为行星际日冕物质抛射)。
测量表明,太阳风以大约每秒100克的速度剥离着火星大气层的气体。在太阳风暴期间,大气散逸的程度显著增加(可能增加了20倍)。太阳风是从太阳表面不断吹出的高速带电粒子流。几十亿年前,当时的太阳更年轻、活动更加剧烈,那时的太阳风和太阳风暴应该也都比现在强烈得多,因此,早期火星大气向太空中散逸的速率可能比现在也要高得多。
这次研究之后,MAVEN项目的科学家继续深入揭秘火星大气。项目负责人、科罗拉多大学博尔德分校的研究员Bruce Jakosky博士介绍到:“我们已经确定,火星大气中的气体一直以来都在向太空流失。”——他们的研究显示,曾经存在于火星大气中的约65%的氩气已流失到太空中。这个结论也是科学家们第一次预测长期以来,火星的大气层在太阳风和辐射的洗礼下,到底有多少气体被剥离。
今天,液态水无法稳定地存在于火星表面,主要就是因为火星的大气层太冷太薄不能维持住水分。不过,火星表面干燥的河床,和只能由液态水的存在而形成的矿物质等证据都表明,古代火星的气候与现在截然不同,当时应该足够温暖,大气层的厚度足以保持水分,很长的一段时间内都有河水在地表流淌。