美國宇航局“好奇號”火星探測器的最新發現,不僅可能解釋這顆紅色星球為何是一片干燥、毫無生機的沙漠,更可能揭示,盡管它與地球如此相似,卻可能不可避免地走向死亡。而太陽正是罪魁禍首。
盡管火星看起來像一個非常陌生的世界,但它仍然是已知的與地球最相似的行星。它的大小、成分以及與太陽的距離與地球極其相似,但在過去的20億年里,它走上了一條截然不同的道路。地球擁有濃密的大氣層、豐富的水和生命,而火星卻是一個干燥、毫無生機的世界,甚至連找到細菌化石的可能性都微乎其微。
問題是,為什么?根據芝加哥大學行星科學家埃德溫·凱特領導的研究小組的新研究,新的線索可能不僅能提供部分答案,而且表明火星可能從一開始就注定了現在的命運。
新的線索是好奇號火星車在蓋爾隕石坑附近發現了碳酸鹽礦物。蓋爾隕石坑是火星的一塊區域,有干涸的河床和其他證據,證明 20 億年前這顆紅色星球上曾有水流過。
這項新研究基于好奇號火星車發現的火星碳酸鹽
當時,火星上有水——足以填滿覆蓋其大部分表面的淺海,而且那里有更稠密的大氣層。此后的億萬年里,隨著火星經歷了一系列的冷暖時期,大氣層幾乎消失了,水也隨之消失。
碳酸鹽包括方解石、白云石、文石、菱鎂礦和菱鐵礦,是由溶解在水中的碳離子和氧離子與金屬離子發生反應而形成的。簡而言之,隨著時間的推移,大氣中的二氧化碳會被碳酸鹽沉積物吸收,從而降低溫室氣體排放,使地球溫度降低。
這個過程在地球上一直在進行,但我們從未注意到,因為二氧化碳很快被火山活動(以及如今的化石燃料燃燒)所取代,所以這個過程是自我修正的。
據凱特團隊稱,火星的情況非常不同,這是因為太陽每十億年會逐漸增亮約8%。這看起來可能不多,但卻是導致火星溫暖時期出現的原因,在溫暖時期,液態水可以存在。這些水吸收了火星大氣中的二氧化碳,進入碳酸鹽巖,從而引發了寒冷時期。
到目前為止,這還不是問題。然而,火星的構造活動并不活躍,火山活動也很少。因此,二氧化碳得不到補充,再加上太陽風和磁場缺乏等其他因素,最終形成了一個反饋過程:隨著越來越多的二氧化碳被封存在礦物中,大氣中的二氧化碳也隨之流失。
換句話說,太陽能驅動的死亡螺旋將進入寒冷、干燥的現代火星。
“多年來,我們一直有一個懸而未決的問題:為什么地球能夠保持宜居性,而火星卻失去了宜居性?”凱特說道,“我們的模型表明,火星宜居時期只是例外,而非常態,火星通常會像一顆沙漠星球一樣自我調節。”
該研究發表在《自然》雜志上。
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