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火星上的水怎麼不見了?

現在的火星,看起來是一片死寂,冰冷乾燥的紅色星球,但是越來越多的研究告訴我們,百萬年前,這裡很可能存在著大量液態水,溪流、湖泊、海洋……等等;但與此同時,也有不少科學家持相反意見。

  那麼,火星表面的水,又是怎麼不見的呢?在2015年,有一個理論是以「氘氫比例」來解釋這個現象:一般的水 是由兩個氫原子和一個氧原子所組合而成;「氘」是氫的同位素,與氫質子數相同、中子數多一,氘也可以和氧原子組合成重水(D2O)。重水的性質和水很不一樣,比起重水,水更容易汽化、飄離火星大氣層,太陽輻射也可以打斷水中的氫氧鍵結,使其生成氫氣與氧氣,逸散至太空。



H2O和 D2O [1]



  2008-2014年間,科學家以一台位於智利的超大型望遠鏡,持續探測火星水氣中的氘氫比例,以此預測火星曾經擁有的液態水。在火星部分地區,氘氫比例是地球的七倍之多,這代表著這個地區曾經失去過大量的水。



Very Large Telescope [2]



  另一方面,在火星的北半球,也發現了海岸線的痕跡,但是照理來說,海岸線的高度應該是近乎相同的,而火星上的海岸線痕跡,卻有著數千公里的高度差。先前的研究認為,是因為塔爾西斯地區(Tharsis)──包含了五座巨大的死火山──形成的時間比海洋更晚,當塔爾西斯地區形成時,影響了火星的自轉軸位置,才會讓原先的海岸線痕跡變形。

  如果這個理論成立,那麼塔爾西斯地區應該在距離赤道比較遠的位置,但是,這又和觀測所得的結果不符合了──因為它座落於赤道的附近。

  現在有另一個學說,採用了不同的觀點,如此一來,塔爾西斯的形成就能解釋海岸線痕跡的高度落差了。在塔爾西斯地區形成的3.7億年前,火星上的海洋就已經存在了,這個模型也暗示著,火星的海洋比我們預期的還要更早生成。圖四的左側,是以此模型估計出,4億年前的海洋覆蓋量;圖四的右側,則是3.6億年前的海洋覆蓋量,海水減少的原因,就是因為部分水蒸發了,殘留重水。



塔爾西斯地區 [3]



早期火星海洋 [4]



 



 



原始資料:



https://www.space.com/40019-ancient-mars-oceans-older-and-shallower.html

https://www.space.com/28742-ancient-mars-ocean-water-lost.html



參考資料:



https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A1%94%E7%88%BE%E8%A5%BF%E6%96%AF



圖片來源:



[0] https://www.space.com/28742-ancient-mars-ocean-water-lost.html

[1] https://www.slideshare.net/gheorghevasaru1/heavy-water-production-28987591

[2] https://www.britannica.com/topic/Very-Large-Telescope

[3] https://www.space.com/40019-ancient-mars-oceans-older-and-shallower.html

[4] https://www.space.com/40019-ancient-mars-oceans-older-and-shallower.html



 

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