火星的水去哪儿了？火星大气“溅射”过程首次被直接观测

6 月 3 日消息，美国宇航局于 5 月 29 日发布博文，宣布经过 10 年的探索，旗下的 MAVEN（火星大气与挥发物演化）任务首次直接观测到“溅射”（sputtering），这是一种难以捕捉的大气逃逸过程。

天文学的共识之一，就是火星早期曾拥有厚实的大气和液态水，不过由于数十亿年前失去了磁场保护，火星大气直接受到太阳风和太阳风暴的侵蚀，液态水因此无法在表面稳定存在，大部分逃逸至太空。

如何解释这层厚实大气的剥离？“溅射”这一过程或许是答案。研究团队通过 NASA 的 MAVEN 任务，首次直接观测到这一过程，为解开火星水资源消失之谜提供了关键线索。

IT之家注：“溅射”是一种大气逃逸机制，太阳风中的高能带电粒子撞击火星大气，将中性原子和分子“撞飞”至太空。MAVEN 任务首席研究员 Shannon Curry 将其比喻为“像在泳池中跳水，水花四溅”。

科学家过去仅通过火星上层大气中氩气同位素的分布推测“溅射”的存在：轻同位素较少，重同位素较多，表明轻同位素被“溅射”移除。

MAVEN 如今借助太阳风离子分析仪、磁力计和中性气体与离子质谱仪三种仪器，在正确的时间和地点同时测量，成功捕捉到“溅射”实况。研究还发现，这一过程的发生速率比先前预测高出四倍，且在太阳风暴期间显著增加。

通过绘制与太阳风相关的“溅射”氩气分布图，研究团队确认，高能粒子撞击大气的位置正是氩气高空分布的地点，实时展现了“溅射”过程。Shannon Curry 表示，这一发现证实“溅射”是火星早期大气流失的主要原因，尤其在太阳活动更强的时期。

这项研究成果已于本周发表在《Science Advances》期刊上，为理解火星表面液态水存在的条件及其数十亿年前的宜居性提供了重要依据。返回搜狐，查看更多