科学研究称古代火星液态水的出现可能与冰冷云层有关

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根据一项新的研究,高海拔的冰云可能通过温室效应使火星变暖,给古老的火星带来河流和湖泊。美国宇航局的毅力号探测器正在积极探索红色行星的表面,这一理论可以得到验证。

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我们太阳系中最大的未解之谜之一是,火星如何从一个可能孕育巨大湖泊(可能还有生命)的世界转变成我们今天所知的一个荒凉、贫瘠的星球。

科学家们知道,古代火星曾经有大量液态水,因为在卫星图像中,在这颗红色星球上仍然可以看到裂缝、三角洲遗迹以及流动液体雕刻和输送的岩石沉积物。这些曾经水汪汪的遗迹现在被认为是我们所知道的寻找过去微生物生命线索最有希望的地方之一。

但是,尽管有许多理论,科学家仍然不确定火星是如何维持液态水的,尽管考虑到它相对遥远的轨道,它从我们的恒星接收到的阳光大约是今天的三分之一。

最新研究表明,火星过去多水的秘密可能源于它的大气历史。这项研究利用先进的三维计算机模拟这颗红色星球,来模拟火星古代的气候。更具体地说,科学家们正试图确定高空冰云的存在是否会对地球大气层产生显著的变暖效应。

这一理论最早于2013年提出,但遭到一些科学界人士的质疑。部分原因是云层必须比地球上最接近的云层(卷云)保持更长的凝聚力。然而,研究人员的最新模拟显示,不寻常的云层确实存在的可能性很大,而它们长寿的关键在于火星表面的水冰数量。

在研究小组使用的火星数字版本中,它显示在大面积地面冰层覆盖的情况下,会造成地表湿度,从而可能导致低空云层。然而,当火星上的冰盖通常较少时——例如,极地和山顶留下了冰冻的水——人们发现火星表面附近的空气要干燥得多。这反过来又导致高空云层在失去凝聚力之前可以持续一年。

“在这个模型中,这些云的行为与地球的云不同,”这项新研究的主要作者、芝加哥大学地球物理科学助理教授埃德温·凯特说,“不可能根据地球的直觉建立一个模型,因为它与地球的水循环完全不同,在大气层和地球表面之间快速移动”

科学家认为,这些冰云促成了温室效应,来自太阳的热量被困在大气中,使火星进一步变暖,并使火星表面存在液态水“willpower探测器对火星地貌的进一步研究可能有助于测试该团队的模型。

凯特解释说:“火星很重要,因为它是我们所知道的唯一一个能够维持生命的行星——然后又失去了生命。”地球的长期气候稳定性非常显著。我们想了解一个星球长期气候稳定的所有可能崩溃的方式——以及维持气候稳定的所有方式(不仅仅是在地球上)。这一探索为比较行星的宜居性定义了一个新的领域。”

一篇关于这项研究的论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

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