科學(xué)家有明確的證據(jù)表明火星大氣層“濺射”

科學(xué)家們首次捕捉到了火星在行動(dòng)中。

花了九年多的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，但由科羅拉多大學(xué)博爾德分校（University of Colorado Boulder）的行星科學(xué)家香農(nóng)·庫里（Shannon Curry）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)了大氣層的明確跡象濺射.

研究人員說，這是火星如何失去大氣層和水的關(guān)鍵拼圖。

“這些結(jié)果為在觀測中確定濺射在火星大氣層損失中的作用邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，”該團(tuán)隊(duì)在他們的論文中寫道，“因此，在確定水的歷史以及隨著時(shí)間的推移對(duì)宜居性的影響。

大氣濺射被認(rèn)為是太陽系早期大氣損失的主要機(jī)制之一，當(dāng)時(shí)太陽更亮、更活躍。當(dāng)離子被太陽風(fēng)的電場加速進(jìn)入不受全球磁場保護(hù)的天體（如火星）的大氣層時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。

這種效果有點(diǎn)像隕石撞擊行星時(shí)：能量被轉(zhuǎn)移到周圍的中性介質(zhì)上，以噴霧的形式將其踢起。但對(duì)于濺射，一些大氣中的原子和分子獲得了足夠的能量來達(dá)到逃逸速度，然后它們就出發(fā)了，被扔到太空中開始新的冒險(xiǎn)。

在火星上很難觀察到這個(gè)過程。它需要同時(shí)觀察拋出的中性原子，以及撞擊大氣層的離子，或加速它們的電場。它還需要同時(shí)進(jìn)行日間和火星的夜間觀測，深入到它的大氣層中。

唯一具有進(jìn)行以下觀察是 NASA 的MAVEN 公司.研究人員仔細(xì)研究了該航天器自 2014 年 9 月抵達(dá)火星軌道以來收集的數(shù)據(jù)，希望找到對(duì)太陽電場和高層大氣中氬氣豐度的同步觀測數(shù)據(jù)，氬氣是濺射粒子之一，用作該現(xiàn)象的示蹤劑。

這是維京 1 號(hào)軌道飛行器于 1976 年拍攝的火星表面照片。

它看起來像你今天看到的科幻電影中的東西。

（是的，那個(gè)*是*那個(gè)火山口里的笑臉......

圖片來源：NASA/JPL-Caltech，由 Andrea Luck （@andrealuck.bsky.social） 處理

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— 保羅·伯恩 （@theplanetaryguy.bsky.social)3月 17， 2025 在 1：21 下午

他們發(fā)現(xiàn)，在 350 公里（217 英里）的高度以上，氬氣密度會(huì)根據(jù)太陽風(fēng)電場的方向而變化，而較低高度的氬氣密度則保持一致。

結(jié)果表明，氬的較輕同位素會(huì)發(fā)生變化，留下過量的重氬——這種差異最好用活性濺射來解釋。“ 這得到了太陽風(fēng)暴，其流出物于 2016 年 1 月抵達(dá)火星。在此期間，濺射的證據(jù)變得更加明顯。

這不僅支持了該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)，即火星高海拔地區(qū)的氬氣密度變化是濺射的結(jié)果，還展示了數(shù)十億年前的情況，當(dāng)時(shí)太陽更年輕、更吵鬧，經(jīng)歷了更頻繁的風(fēng)暴活動(dòng)。

“我們發(fā)現(xiàn)，今天的大氣濺射比以前預(yù)測的要高出四倍多，而太陽風(fēng)暴可以大大提高濺射產(chǎn)額。”研究人員寫道.

“我們的結(jié)果證實(shí)，濺射正在今天的火星上發(fā)生，并且可能是我們太陽系早期火星大氣逸出的主要途徑，當(dāng)時(shí)太陽活動(dòng)和極端紫外線強(qiáng)度要高得多。”

研究結(jié)果已發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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