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火星上的雨雪如何飘?

发布日期:2022-08-26 20:58    点击次数:130

火星上真的有雨雪吗?如果有,它会与地球上的雨雪一样吗?

最新火星探测结果表明,火星古代环境确曾适合生命存在,这是否说明火星上也曾雨雪飘飘呢?

对于地球上的我们来说,观赏雨雪是很寻常的事情,如果火星上真有过雨雪,那么火星上的雨雪会和地球上的一样吗?

科学家证实,火星上有雨雪是真的,但观赏雨雪就不是寻常的事情了。

瞧,火星上那穿越时空的雨

德国地质学家恩斯特·豪博尔一直致力于火星上远古河流的研究。近年来,他通过多种观测手段汇集的资料,穿越时空,“看到”了曾经在火星上空飘洒的绵绵细雨。

豪博尔专门分析了由欧洲火星快车号、美国火星全球探勘者号以及火星勘测轨道飞行器所拍摄的陨坑照片,结果发现,在许多远古陨坑中都有扇形三角洲的痕迹,而火星表面的那些峡谷最终交汇于这些陨坑。这些最终汇聚于陨坑的峡谷足以让研究人员坚信火星表面曾经存在湖泊并有过降雨,因为在峡谷与陨坑的交汇处,可以看到层状沉积物,而这种分层形态的沉积物,是典型的三角洲地带才拥有的特点。河水携带沉积物向下游流动,直到最后水流变缓,沉积物沉入河底。在河流最终汇入大海或湖泊时,水流速度几乎降为零,而那最初的大海或湖泊位置,就是现在火星陨坑所在位置,可以说当时是百川归“陨坑”。进一步的研究揭示,河流流经这些峡谷的时间大约为38亿到40亿年之前。

豪博尔还对来自火星的土壤样本进行了分析,结果发现,火星氯化物和硫酸盐沉积物中存在一种特殊的演化模式——桑田变沙漠的模式。因为所有这些土壤样品数据表明,硫酸盐的分布更加接近于火星地表,而氯化物的浓度则随着深度的增加而上升。这与在地球表面极端干旱的区域发现的情况非常类似。例如南极洲的干谷地区和智利的阿塔卡马沙漠,这些地区在几千万年前还是桑田,但后来因为雨量大大减少,于是在数百万年间,其土壤的化学构成慢慢发生了变化:沉积的硫酸盐被遗留在地表,更多可溶解的氯化物却逐渐沉积到地表深处。现在发现火星土壤的特点,告诉人们火星地表曾经非常湿润过。

综合这些现象,豪博尔据此“看到”了火星上这样的一幕:大约为38亿到40亿年之前,火星上空雨水充沛,福彩快三全天计划地面上河流奔涌;后来气候发生了重大变化,大约在30亿年前,火星表面的水体大部分被冻结或蒸发;之后的一个漫长时期,火星上下起了断断续续的细雨和露水。这种气候显然持续了足够长的时间,从而改变了火星表面矿物质的化学构成,并最终形成了那种独特的土壤。

看,火星上那无法落地的雪

要说火星上的雨是多少亿年前的雨,是穿越时空才能看到的雨,那么火星上的雪,就是现实的雪了。借助美国宇航局的火星全球探勘者卫星和火星勘测轨道飞行器发回的数据,美国科学家“看到”,这个红色星球现正飘落着雪花。当然,雪花并没有落在遍布乱石的火星表面,因为这些雪花还没有落到地面上,便蒸发到薄薄的火星大气层中了。所以未来我们在火星上是无法打雪仗了。

进一步观测证实,火星上的雪花是由二氧化碳构成的——实际上就是干冰的小颗粒。这种雪花非常小,如果在火星地面上赏雪,我们顶多能看到雾状的东西在上面漂游而已。不过火星雪花的形成首先需要一个凝结核,而火星上四处飞扬的沙尘颗粒就可以担当此任。科学家发现,虽然火星的南极和北极区域都会下雪,但在南极的降雪累积量要比北极地区累积量多50%;当然也会有季节性的变化,如在冬季,火星降雪的范围延伸至非常低的纬度,能达到北纬或南纬45°的位置,这倒是和地球上的情况非常类似。

既然火星上的雪花小到无法落地,在半空中就被蒸发掉了,那么它究竟有多小呢?美国研究人员根据火星着陆器和火星轨道卫星数十年积累的有关数据,最终发现了火星雪花颗粒大小的数据。总的来说,火星雪花大小是地球雪花的千分之一,但有趣的是,火星南北极的雪花大小各有不同:在北极,雪花颗粒的大小是8到22微米,而在南极雪花颗粒的大小是4到13微米。

通过观测火星的雨雪,科学家知道了火星气候和地质变化的演变历史,也进一步坚信火星上完全具备生命产生的基本条件:水、温暖的气候、基本矿物质,以及含有碳元素的有机分子。那么“万事俱备”的火星上究竟有没有真正的生命呢?美国“好奇”号火星车在火星探索7个月后,美国航天局宣布,火星古代环境确曾适合生命存在,下一步我们将会寻找生命存在的痕迹。

温暖火星,用气体棉被

火星是个与地球很相似的星球,科学家说,以前火星也曾有水,甚至生命繁茂,只是火星不知发生什么变故,如今空气稀薄,气温较低,不适宜生命居住了。那么我们有没有可能把火星改造成生命的家园呢?美国宇航局早就考虑过这事。他们雄心勃勃,一直想着如何向火星移民人类呢。

对于如何让火星升温,他们提出了一些方案,诸如,向火星喷洒吸收阳光的小颗粒,或者在火星轨道装一个很大的反射镜,把阳光反射到火星表面,来增加火星的光照强度。但这些都是不小的工程。

如今有科学家根据地球受温室气体影响的情况,想到可以用温室气体升高火星的温度。美国宇航局也觉得这个方式更妙。那么具体如何施行呢?

为了尽量减少向火星的发射费用,研究者寻找比二氧化碳出色得多的温室气体,二氧化碳的温室效应虽然已经令地球人担心,但是用于改变火星,远远不够。经过多次试验后,研究者选择了一种氟丙烷气体来出使火星,相信它会不辱使命,因为它的温室效应比二氧化碳高10000倍!如果把相似的几种温室气体混合起来,其温室效应还会更高。这些气体堪比棉被,让热量不会外逃。

而且含氟的物质在火星上本来就有,人类可以利用火星上的这些物质来就地生产氟丙烷,这要比从地球向火星运输氟丙烷更可行得多。

为了不让火星气温失控,在向火星大气掺入一些氟丙烷后,就要使用更温和的二氧化碳来逐步提温了,据估计,如果这个项目现在就开始落实,也要几十代人前仆后继地努力,才能最终让火星温暖起来。这样漫长的时间有点打击人,不过,美国宇航局认为,可以先用先进的避寒设施武装一部分人移民火星,之后让他们以地球为指挥营,慢慢改造火星。



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