火星其實是顆“水星”,古老的海洋隱藏在地殼裡

火星一直被論證爲曾經是個水資源豐富甚至產生過古老生命的星球,它甚至比地球的含水量更爲豐富。

但幾十年來,行星科學家們一直在猜測,這顆星球現今變得如此乾燥,它上面的水份是否已經流失殆盡了。

現在隨着科技的進步,人們在火星的極地冰蓋中發現了一些水,進一步的研究發現,還有大量的水被藏了起來——在地殼的深處。

這一發現可能會對未來制定人類登陸火星定居、科研實現就地獲取水資源的計劃產生重大影響。

在此之前,科學家確定了火星水份的流失原因,隨着火星古老的大氣層逐漸被吸入太空,失去保護的大部分地表水也隨之流逝。但是,流失的不是全部,很大一部分仍然存在於星球上,被地殼包裹保護着。

專門研究火星水資源的加州理工學院博士伊娃•謝勒(Eva Scheller)說:“大氣逃逸造成的水流失,應該只佔到火星實際擁有的水資源的極小一部分。”

謝勒及其同事研究了以不同形式量化火星上隨時間推移的水量模型,以及有關火星大氣層和行星地殼化學成分的最新數據。研究小組研究了以各種形式(蒸汽,液體和冰)量化隨時間推移的水量模型以及當前火星大氣層和地殼的化學成分,特別是研究了氘與氫的比率。

儘管水是由氫和氧組成的,但並非所有氫原子都是相同的。絕大多數氫原子在原子核內只有一個質子,而一小部分(約0.02%)以氘或所謂的“重”氫存在,它具有質子和中子。

氣密小的氫比密度大的氫更容易逃脫行星的引力進入太空。因此,通過高層大氣損失行星的水將在行星大氣中的氘與氫比例上留下明顯的跡象:氘的佔比明顯會更高。

但是,他們發現,大氣逸散理論無法完全解釋當今火星地表上下所見的情況——只有大氣在向太空流失水以及地殼下礦物在捕獲水相結合來看,才能解釋現在火星大氣中觀察到的氘和氫比例。

“大氣逃逸顯然是造成了失水,但火星任務的最後十年發現,事實是,存在着巨大的古代水合礦物儲集層,其形成肯定會隨着時間的推移而減少水的可循環性。” 當水和岩石相互作用時,會發生化學風化過程,從而產生諸如粘土和其他含水的礦物。

在地球上,舊地殼不斷融化到地幔中,並在板塊邊界形成新地殼,通過火山作用將水和其他分子循環回大氣中。但是,火星沒有構造板塊,因此一旦發生表面的“乾燥”是永久的。

謝勒說:“所有這些水在很早就被隔離了,然後再也沒有循環出去。”

研究小組將最新的發現以及帶有數據的推想發表在了《科學》雜誌上,他們強調,在40億年前,火星如同地球一樣,是顆美麗的藍色星球,它擁有深度爲100至1,500米的海洋,其水量足以覆蓋整個星球,而現在,其中30%至99%的水被困在深埋在地殼下的礦物中。

謝勒所在的科研小組將協助“火星2020”毅力號團隊,等從火星收集的岩石樣本最終返回地球后,進行研究以驗證這個理論——他們的這項研究工作獲得了NASA的宜居世界獎,地球與太空科學獎學金(NESSF)以及地球和太空科學與技術未來研究員(FINESST)的支持。

很快,我們中國的火星漫遊車也將在火星北半球的烏托邦平原區域展開地下水資源的分佈和儲量研究工作,地球上不同國家的科學家們將以自己的方式去進一步的探索和了解火星,如果證實真的在地下還蘊含有大量的水資源,那火星成爲人類率先殖民的星球機率將大大增加——也許火星是人類跨入太空的第一塊最合適的跳板。