火星的水消失速度有多快?最新研究顯示超乎預期

作者 | 發布日期 2020 年 01 月 18 日 0:00 | 分類 天文 follow us in feedly


根據法國國家科學研究中心(French National Centre for Scientific Research,CNRS)科學家 Franck Montmessin 等人最新研究:火星的水散逸的速度,可能比過去觀測結果建議的理論預測值還快。

火星水逐漸逸散之處主要在高層大氣,陽光和化學作用造成水分子(H2O)解離成氫原子(H)和氧原子(O),但因火星是顆小型行星,重力微弱,無法留住這些原子,因此讓它們逸散至太空而消失。Montmessin 等人發現:距離火星地表約 80 公里以上的高層大氣,令人意外地聚集大量水蒸氣,事實上,是比理論上該處溫度容許的水蒸氣量還高 10~100 倍的過飽和狀態。依此觀測到的過飽和速率,由此水分子逸散速率在特定季節會激增。

▲ 火星大氣的水循環示意圖。(Source:ESA)

火星兩極冰帽的水冰在陽光照射下,昇華成蒸氣釋放至大氣。這些水分子藉由風傳遞到更高更冷的高層大氣,如能遇到塵粒則可凝結成水滴形成雲,如此便可避免水分子快速大量移動至更高處。

但在火星,凝結過程經常受阻礙,大氣的水蒸氣時常處於過飽和狀態,有更多水蒸氣能移動到高層大氣,被太陽紫外線解離成氫原子和氧原子。在火星大氣極高層發現大量過飽和水蒸氣,意味著有更多氫原子和氧原子能逃出火星重力場,造成火星的水隨時間流失的速度比預期還快。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay

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