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火星远古时的水大部分被掩埋于其壳层内,而非流失于太空

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

据研究人员报告,在火星表层之下埋藏的矿物中可能含有容量相当于数个大洋的远古之水。这项基于观测数据和模型的新研究显示,该红色星球最初水量中的大部分(多达99%)是因为不可逆的壳层水化而失去的(并非因散逸至太空而丢失)。这些发现可帮助解释预测的大气损失率、当今火星的氘氢比(D/H)与曾经覆盖火星表面水量的地质估算间的明显矛盾。远古火星是一颗湿润的行星——其干涸的河床和海岸线遗迹记录了有大量液态水流过其表面的时光。如今,那里的水已经所剩无几,它们大多被冻结在火星的冰盖中。先前的研究假设,火星上的水在数十亿年中因逃逸到了太空而流失,这一断言得到目前所观测到的大气D/H比的支持。但是,目前测得水流失于大气的速率值太低,无法仅用水逃逸至大气来解释火星所有的水流失。Eva Scheller和同事证明,大容量的水如何反而成为与掩埋于火星壳层中的矿物质结合的水。Scheller等人用轨道航天器、探测车和火星陨石等观测约束条件研发了一种水分平衡和D/H模型,该模型考虑了大气逸散、火山脱气和通过化学风化作用引起的壳层水化。通过模拟火星经过地质时间及一系列似乎可信情况下的失水。作者发现,火星是在诺亚纪(~41至37亿年前)失去了其大部分(在40-95%间)的水量。这些结果提示,火星最初水量中有30%至99%被纳入到矿物中并被埋藏于火星的壳层内,其余部分则随后散逸到了太空,从而导致了目前所观测到的D/H比。

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