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展示沙尘暴影响火星水资源破坏的不同方式的示意图。资料来源《卤水》,青木、达尔登等人,2026年,《通讯:地球与环境》。
火星上的水不知去向,但多年来科学家们一直对其确切的消失地点存在分歧。来自毅力号好奇号等火星车以及火星勘测轨道飞行器、ExoMars等轨道卫星的数据表明,火星曾经是一个拥有活跃水循环的湿润星球。显然现在已不再如此,但所有的水都去了哪里呢?一篇汇集了三个不同航天器上至少六种不同仪器数据的新论文为这个问题提供了一些额外见解——研究显示,沙尘暴会将水推入这颗红色星球的大气层,在那里水全年都在被持续破坏。
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专家认为,火星表面曾一度有足够的水,足以覆盖其大部分表面达数百米深。为了估算这一点,他们使用了一种名为氘氢比(DH比)的技术。氘是氢的一种较重同位素,在少量水分子中构成氢的成分。这种稍重的水——俗称重水——不太可能被推到高层大气中,在那里它会随后被紫外线辐射破坏,产生的氢原子则被太阳风吹走。
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因此,随着时间的推移,水中氘与普通氢的比例会增加,因为越来越多的这种元素的较轻形态被吹走了。科学家们测得火星上的氘氢比(DH)是地球上的58倍。通过外推这些计算结果可知,火星上曾经有足够的水,足以在其大部分表面覆盖几百米深的水——不过当时这些水可能并非液态。
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弗雷泽与阿迪蒂亚库勒博士讨论了火星上液态水可能藏在哪里
要找到那些水去向何处的答案,需要了解火星的季节。这颗红色星球和地球一样有轴向倾斜