火星沙尘暴让星球更干燥

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翻译：王婧彧

校对：申振宇 刘海牧

审阅：李宜骅

美编：毫秒

后台：李子琦

火星沙尘暴让星球更干燥

2024年由哈勃太空望远镜拍摄的火星合成图像。紫外光下可见的稀薄水冰云层，使这颗红色星球呈现出冰冷的外观。寒冷的北极极冠冰盖正经历火星春季的开始。

图片来源：NASA、ESA、STScI

如今我们看到的火星是一片干旱而恶劣的沙漠，但这与其表面揭示的历史形成了鲜明对比。河道、受水作用改变的矿物，以及其他地质痕迹表明，这颗红色星球在早期曾是一个更加潮湿、更加活跃的世界。这种富水环境消失的原因，仍是行星科学的一大挑战。尽管我们已知若干过程可以解释部分水的流失，但大量火星水的最终去向依然成谜。

一项由国际研究团队开展的新研究于2026年2月2日发表在《Communications Earth & Environment》上，使我们在解开这一谜题方面迈出了重要一步。研究人员首次证明：一种异常、强烈但局地性的沙尘暴，能够在北半球夏季驱动水向火星大气高层输送——而过去人们认为在这一阶段该过程并不重要。

“这些发现揭示了这种类型风暴对行星气候演化的影响，并为理解火星如何随时间流失大量水开辟了一条新路径。”研究共同第一作者之一、来自安达卢西亚天体物理研究所（IAA-CSIC）的研究员阿德里安·布里内斯（Adrián Brines）表示；另一位共同第一作者为青木翔平（Shohei Aoki），他来自东京大学前沿科学研究生院及东北大学理学研究生院。

尽管沙尘暴长期以来被认为对火星水的逃逸至关重要，但过去的讨论主要集中在覆盖整个行星的全球性沙尘事件上。相比之下，这项研究表明，更小尺度的区域性风暴同样可以显著增强水向高层大气的输送，而在高层大气处，水更容易流失到太空中。此外，先前研究多聚焦于南半球温暖而剧烈的夏季风暴活动，因为那通常是火星水流失最主要的时期。

火星勘测轨道飞行器（MRO）上的MARCI相机每日拍摄的全球地图图像，记录了在西北部西尔提斯大区（Syrtis Major）出现的一场罕见区域性沙尘暴的初始发展过程：左图为2023年8月21日（太阳经度Ls = 107.6°），右图为2023年8月22日（Ls = 108.0°），其范围扩大至1.2 × 10⁶ km²。

图片来源：Communications Earth & Environment（2026）。DOI：10.1038/s43247-025-03157-5

该研究在火星年第37年（地球时间2022—2023年）北半球夏季期间，探测到火星中层大气中的水汽出现异常增加，原因是一场异常沙尘暴。在这些高度上，水的含量最高可达平时的10倍，这一现象在以往火星年中未曾观察到，也未被现有气候模型预测。

不久之后，在外逸层顶（大气与太空相接的区域）中，氢的含量在同一季节显著升高，达到此前年份的2.5倍。理解火星究竟流失了多少水的关键指标之一，是测量有多少氢逃逸进入太空，因为水在大气中分解时会很容易释放出这种元素。

青木总结道：“这些结果为我们尚不完整的拼图增添了一块至关重要的新碎片，解释了火星在数十亿年间如何持续失去水，并表明短暂但强烈的事件也可能在这颗红色星球的气候演化中发挥重要作用。”

责任编辑：周英杰

牧夫新媒体编辑部

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火星沙尘暴艺术想象图

图片来源：网络

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