7月3日消息,據國外媒體報道,美國國家航空航天局的好奇號火星科學實驗室對火星大氣探索過程中取得了重大突破,揭開火星如何失去原有大氣的謎團。研究有助於幫助科學家評估這顆紅色星球曾經是否適合人類居住。當前火星大氣比地球大氣要稀薄近100倍。
火星大氣中五種氣體的分布示意圖,二氧化碳的含量最高
根據火星車搭載的大氣探測裝置結果顯示,火星一部分的大氣損失源於一個特別的物理過程,其有助於保持住某些元素較重的同位素。該進程在火星大氣演變過程中扮演著一個重要的作用。同位素是同一元素具有相同的質子數,但中子數不同的核素。來自好奇號火星車進行大氣樣品分析的質譜儀、氣相色譜儀和激光分光計數據顯示,相較於當前火星大氣同位素比例而言,在火星形成初期,大氣二氧化碳中較重的碳同位素增加了5%,同位素分布比率暗示了火星頂部大氣可能已經丟失,進入了外層的行星際空間中。
由於大氣上層物質的丟失,使得較輕的同位素被耗盡。對地球上火星隕石中氬同位素的調查研究也顯示了火星大氣富集較重同位素的事件。圖中顯示了火星大氣中五種氣體的百分比情況,該數據來自好奇號火星車所搭載的大氣分析四極杆質譜儀在2012年10月進行的測量分析。科學家推測火星遙遠過去的大氣環境與現在的狀況可能存在較大的不同,隨著美國國家航空航天局新一代火星大氣與揮發物演化探測器在2014年抵達火星展開探索任務,將調查火星高層大氣可能的損失。
隨著對火星大氣的研究有了初步調查結果,好奇號火星車大氣樣品分析儀等敏感儀器也對火星上痕量的甲烷氣體進行探測,初步結果顯示,火星大氣中幾乎不存在甲烷。甲烷是一種由生命活動產生的簡單前體化學物質,在地球上該物質可以由生物和非生物過程產生。從地球上或者火星軌道上很難對火星大氣中的甲烷成分進行直接探測,因為如果甲烷確實存在於火星大氣中的話,這種氣體隻有通過痕跡跟蹤才能發現。
如果火星大氣中存在甲烷分子,那麽它們的來源以及如何消失都將是需要解決的問題。科學家認為火星上的甲烷非生物來源包括彗星、受到宇宙紫外輻射的星際塵埃粒子、水和岩石的相互作用等,而生物來源則為潛在的微生物。如果微生物曾經生活在火星上,那麽甲烷很可能來自於這些潛在的生物源,而火星大氣的甲烷消失之謎可能由於大氣中的光化學作用。
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