「PG故事汇」火星大气层为何消失?科学家:因为一台“发动机”熄火了


火星 , 曾经被科学家认为是极有可能让人类移民的星球之一 , 因为科学家从火星探测器发来的土壤数据和一些图片中发现:火星曾经是有液体水存在的 , 并且火星的地表温度也不像其他行星那么苛刻 。
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最重要的是 , 科学家经过仔细分析发现 , 火星空气中残留的微量大气成分组成竟然和地球十分相似 。 在检测到的微量火星大气成分中 , 含有氮气、二氧化碳、氧气、和水汽 , 虽然氧气和水汽的含量十分低 。
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科学家推测45亿年前火星也许拥有浓厚的大气 , 以及孕育生命的地表水和氧气 。 但是 , 为什么今天的火星不仅一片荒芜 , 更找不到真正存在的液体水呢?是什么原因导致火星环境的剧烈变化呢?
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科学家Sakatad等人认为 , 40亿年前火星遭遇突变 , 火星大气层全部被太空引力吸附进入太空中 , 也就是说 , 所有组成火星大气的物质(氮气、氧气、二氧化碳等)都被吸进了太空中 。
而由于失去大气层的保护 , 火星的水循环被破坏 , 不再有新的水生成 , 而由于地表水的丧失 , 土壤也逐渐颗粒化 , 形成如今火星沙漠状的地表状态 。
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那么是什么原因导致了火星大气层被太空吸走呢?
Sakata认为 , 最主要的因素由于火星磁场“发动机”不再工作了 。 地球也有属于自己的磁场 , 那么磁场又是如何产生的呢? 目前关于地球磁场的产生还没有一个科学界公认的理论依据 , 比较受科学家们推崇的磁场产生理论是:地球内部存在电流 , 而地球本身还有大量的的铁、镍等可导电物质供电流传递 , 在加上地球自身的运动 , 产生切割磁场 , 也就是物理学中的“电生磁”现象 。
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在40亿年前 , 火星内部电流不知为何逐渐减弱 , 以致现在火星磁场非常弱小 。 科学家们利用磁流体动力学模型 , 进行实验验证磁场是如何影响大气离子的 。
结果不出所料一个强大的磁场很容易承受来自太阳风的压力 , 保护它的大气离子 。 另一个令人意外的发现是:弱磁场(比如火星)强度的大气离子的损失率竟然是无磁场大气离子的6倍!
研究小组发现这是因为火星上引导带电大气粒子运动的磁场线极易被太阳风吹回 , 间接为这些大气离子逃离到火星背面太空提供了动力 。
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这意味着 , 火星的微弱磁场对保护火星大气一点帮助都没有 , 反而会加速火星世界的寒冷贫瘠 。 看到这 , 相信大家已经了解为何火星大气如此稀薄了 ,另外需要注意的是 , 地球磁场在过去的两百年里也呈现的逐渐减弱的趋势 , 具体原因还不清楚 , 但我们不必太担心 , 因为这种速度是十分缓慢的 , 而且再过几十年或者百年 , 或许科学家可以解决这个问题 。