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水一直都在 研究揭火星「消失」的水藏在哪

岩石星球「火星」在數十億年前曾充滿著湖泊和海洋。(法新社)
岩石星球「火星」在數十億年前曾充滿著湖泊和海洋。(法新社)

【大紀元訊】數十億年前的火星充滿著湖泊和海洋,但曾經汪洋的紅色星球後來變成了一片荒涼的岩石星球;原來的水哪兒去了?始終是個難解之謎。一般認為,火星大部分的水逸散到了太空,但一項發表在《科學》(Science)期刊上的新研究指出,這些水其實只是滲入了火星地殼的礦物之中。

科學家認為,火星早期有足以覆蓋整顆星球的水,約100至1,500公尺深;但由於火星很早期就失去了磁場,大氣漸漸逸散,因此,科學家過去假定火星的水之所以消失,就是大氣逸散造成的。

不過,由美國國家航空暨太空總署(NASA)資助的新研究卻指出,火星早期的水確實有部分已消失,但大部分的水至今依舊存在。該研究主要執筆人薛勒(Eva Scheller)的模型顯示,火星早期的水,現在仍有30%到99%存在礦物中,礦物結晶體裡其實有水。

研究團隊運用火星探測車取得的觀察資料,以及對火星隕石的觀測,皆著重於研究水的重要成分「氫」。

水的兩個去處:礦物、大氣

氫原子有不同種類,大部分氫原子的原子核只有一個質子,但約0.02%氫原子既有質子也有中子,因此它們重量較重,這種氫就是所謂的「氘」,或稱「重氫」。

由於較輕的氫會以較快的速率逸散到大氣中,所以火星表面會留下相對較多的氘。但考慮到火星早期據信擁有相當龐大的水量,加上太空船觀測到現今的氫逸散率,單以大氣逸散,無法解釋目前氘對氫的比率。因此,薛勒表示,火星變成如今這種光景是兩個機制聯手造成:既有水滲入火星地殼的礦物中,也有水逸散到大氣裡。

薛勒說:「只要有岩石,且岩石和水交互作用,就會發生一系列非常複雜的反應,形成含水礦物。」這個過程就是地球也會發生的「化學風化」作用,像是黏土就是在這種作用下形成的,而火星上也有黏土。

但地球的火山會把水循環到大氣中,火星的地殼則沒有如地球一樣破碎成好幾個板塊,因此水一旦消失,改變就是永遠的。

根據團隊模擬,火星在37億至40億年前消失最多水。薛勒說,換言之,「火星過去30億年間的樣貌,就和我們現在看到的差不多」。◇