火星上的水来自哪里?宇宙撞击或许为其带来丰沛降水

图为NASA奥德赛号火星探测器2011年在惠更斯撞击坑上方拍下的红外地形图。

北京时间3月7日消息,据国外媒体报道,一项新研究发现,火星“青年时期”受到的宇宙撞击也许曾为火星带来过丰沛的降水。这或许能解释火星为何一度是一颗被水覆盖的星球。

虽然如今的火星寒冷且干燥,但近几十年来,有越来越多的证据显示火星表面一度被河流、小溪、湖泊、甚至海洋所覆盖。既然地球上凡是有水之处皆有生命,火星的这段历史说明,火星上可能有过、甚至现在仍可能有生命存在。

然而,虽然找到了火星上曾经有水的证据,科学家一直不清楚火星早期的水究竟从何而来。在火星形成早期,太阳的温度比现在要低。此前也有气候模型显示,火星上可能没有足够的温室气体,不足以积聚形成大量降雨所需的热量。

如今有一项尚未经过同行审议的研究,或许能为这个谜题提供答案:来自宇宙的撞击在火星表面产生了大量熔岩、或使岩石蒸发、形成蒸汽,从而使火星温度升高。该论文指出,这一机制或许能解释火星过去为何更温暖湿润。为进一步研究这种可能性,科学家利用火星气候与地质计算机模型,分析了宇宙撞击对火星环境造成的影响。

“利用与地球全球变暖预测模型类似的、精密的三维全球气候模型,我们首次成功以三维形式模拟了约40亿年前、火星受到的剧烈撞击所引发的气候变化。”该研究主要作者、法国索邦大学行星科学家与气候学家马丁·杜贝特(Martin Turbet)表示。

研究人员着重分析了击中火星的大型陨石。这些陨石的直径达100公里以上,足以解释火星上最大的、直径达600公里的撞击坑的成因。

科学家发现,其中一次撞击使火星大气温度剧烈升高,以致于足足有半个火星年的时间,水都无法在火星表面保持稳定状态。在此之后,火星上连下了12个火星年的雨。在此期间,由于撞击而蒸发的水又以大暴雨的形式回到地表,每地球年的平均降雨量达2.6米。(1个火星年约相当于1.88个地球年。)

大雨过后,火星会迅速降温,所有地表水都在一千至十万年间冻结成冰。又过了另外一万至十万年,太阳辐射将火星表面的冰直接转化为水蒸气,使水转移到火星极地地区和其它寒冷区域、并在那里再次结冰。

研究人员的计算结果显示,某次足够剧烈的撞击(比如说,一颗直径300公里的陨石在火星表面形成了直径达1500公里的撞击坑 )除了造成上述全球性后果之外,还会在火星表面形成一个局部热斑,能够存续数千万年。尽管这个热斑的温度还不足以融化火星表面的冰,但它可以帮助地下水和冰层底部的水保持液态。

不过,这些新研究发现并未对火星上最显著的、由水产生的特征进行解释——火星赤道南侧的大型峡谷网络。不过,撞击带来的暴风雨很可能在火星赤道附近发展得最为“炽烈”。此前研究也显示,峡谷网络和火星上最大的盆地似乎是在火星历史的不同阶段形成的。

这些发现还显示,这些大暴雨或许就是科学家通过火星快车、火星侦察轨道器等任务发现的撞击坑侵蚀现象的成因。此外,由宇宙撞击引发的大暴雨也许还促进了火星上远古黏土的形成,两者在时间上是一致的。

该研究论文已在论文预印网站arXiv.org上发表,并已经提交给行星科学期刊《伊卡洛斯》(Icarus),不过尚未被接收。

文章来源:新浪科技

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