科學家說，火星可能將大部分的老水藏在地下
科學家在《科學》雜誌上發表報告說，大量的古代火星水可能被埋在火星表面之下，而不是逃逸到太空中。星期二發表的這項研究結果可能有助於理清各種理論之間的衝突，這些理論試圖解釋數十億年前火星表面豐富的水資源消失的原因。
加州理工學院的研究人員透過火星探測器、漫遊者和隕石的建模和資料發現，這顆紅色星球最早的水量有30%到99%的範圍可能是透過一種稱為地殼水合作用的地質過程從表面消失的，水被鎖在火星的岩石裡。
火星岩石表面到處都是過去水的證據，乾涸的湖床和岩層說明了一個由30多億年前的液體形成的世界。多年來，科學家們一直認為這些水大部分是外流到太空中的，使地球處於目前非常乾燥的狀態。
但這需要時間。而水從大氣中逸出的速度，再加上曾經存在於火星表面的預測水量，與現代對火星的觀測結果並不完全吻合。該研究的合著者之一胡仁玉（renyuhu）說：“如果這種情況在過去40億年裡持續下去，那麼它只能解釋一小部分的水分流失。”。這給研究人員留下了一個關鍵問題：火星上其餘的水到底去了哪裡？
這項由加州理工學院研究行星表面過程的地質學研究生伊娃·謝勒（Eva Scheller）領導的研究也許能提供一個答案。研究發現，大部分的水分流失發生在37億到41億年前的火星諾亞時期。在這段時間裡，火星上的水除了逃離火星的大氣層外，還可能與火星地殼中的礦物質發生相互作用和融合，從而鎖住了大約一半大西洋的水。
“我們的團隊在研究初期意識到的一件事是，我們需要關注過去10到15年火星探測的證據，這些證據涉及我們對火星地殼的發現，特別是火星地殼中水的性質，”Bethany Ehlmann說，該研究的合著者，加州理工學院地質和行星科學教授。
水可以透過一種叫做化學風化的過程分解岩石，這種過程有時會導致礦物水合。水合礦物質吸收和儲存水分，把它鎖起來。例如，石膏，一種在火星上自然發現的水溶性礦物，除非在高於212華氏度的溫度下加熱，否則它可以保持水分被截留。
多年來，科學家們一直在觀察火星表面含水礦物的分佈情況，這要歸功於美國宇航局（NASA）的火星勘測軌道器（Mars surveillance Orbiter）等航天器，該探測器從2006年開始繪製火星地質和氣候圖。但僅這些觀點有時是有限的。美國航天局火星探測專案的首席科學家邁克爾·邁耶說：“你必須揮揮手，推斷你在火星表面看到的那一層有多厚。”。
他說：“只有用你的火星車或登陸車，比如鳳凰號，在地表特定的地方進行測量，或者偶爾能看到一個新的隕石坑，你才能知道地球上特定的地點有多厚，你所看到的水合礦物質。”。“所以答案就在那裡，但隨著時間的推移，隨著你獲得更多的資料，答案會慢慢積累。”
這就導致了這項研究的結果，即海洋中的遠古水可能是從內部流出的，而不是從外部流出的。“我們想從不同的角度來理解這一點，”舍勒說。
地殼水合作用發生在地球上，但我們的活動板塊構造系統在地球深處回收岩石，加熱岩石並在此過程中釋放水。內華達大學拉斯維加斯分校的行星地球化學家克里斯托弗·阿德科克說，這些水透過火山活動被送回地表。
另一方面，火星的地質活動不如地球活躍，這可以解釋為什麼火星表面只有有限的水。火星上有水的最明顯證據是火星兩極的冰和大氣中的微量水。科學家們研究了月球、火星和其他行星上的含水岩石，認為它們是未來宇航員任務的飲用水或燃料的潛在來源，可以為棲息地和火箭提供動力。
阿德科克的研究包括人類如何在火星上合成和利用礦物質作為飲用水和火箭燃料，他說，舍勒團隊的研究結果並沒有完全改變資源利用的遊戲，“但這無疑是一個令人鼓舞的提醒，我們在火星執行長期人類任務所需的水可能就在我們腳下當我們到達那裡的時候。”
上個月，美國宇航局將其“毅力”號火星車降落在火星的傑澤羅隕石坑上，那裡有一個乾涸的湖床，湖床的土壤可能儲存著含水礦物和微生物化石的最原始證據。毅力號將收集微小的土壤樣本，並將它們散佈在隕石坑表面，供未來的“取回”探測器取回。這為科學研究背後的研究人員提供了一個誘人的機會。
“來自Jezero的樣本將幫助我們測試這個模型，”Ehlmann說。“這增強了帶回這些樣本的重要性。”
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- 發表於 2021-04-16 03:04
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