火星早期地熱能發達,能融化表面冰層底部形成富水地下環境

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 03 日 16:42 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


40 億年前,當時的太陽比現今暗了約 30% 左右、沒有足夠熱量可讓火星地表維持溫暖,但一篇新研究指出,火星也可能靠著自身地熱融化部分冰原底層,使得地下成為適合生物繁衍的富水環境。

數十億年前火星地表是否溫暖而潮濕?科學家用 2 種截然不同的數據爭辯了數十年。由於 40 億年前太陽剛成形不久,還沒有今天這麼明亮,照理說熱量不足以讓火星表面維持溫暖、潮濕環境,就算將二氧化碳、水蒸氣等溫室氣體也都納入火星早期大氣中進行電腦模擬,科學家還是看不到能讓火星維持潮濕溫暖的模擬結果。

然而大量數據表明火星當時充滿液態水,比如 NASA 好奇號火星車過去 8 年一直都在探索火星上古老的湖泊和河流痕跡,這兩種相互矛盾的說法被稱為「年輕太陽黯淡佯謬(Faint young Sun paradox)」。

但根據羅格斯大學天文學家 Lujendra Ojha 團隊的最新研究,如果火星內部熱量夠高,那麼來自太陽的熱量似乎就沒那麼重要了。研究人員收集各種數據為火星南半球高地的冰蓋厚度、演變史進行建模,探討火星 Noachian 地質時代(約 37~41 億年前)的內部熱量(由釷、鉀、鈾等元素經放射性衰變產生)是否足以融化部分冰蓋。

模擬結果表明,來自火星地函的熱量確實足以融化厚厚冰蓋的底層,無論火星表面如何寒冷乾燥,其地下都可能藏有豐富液態水、適合生命繁衍進化。

類似的推理也適用於系外行星。有些系外行星軌道似乎離宿主恆星很遠以至於無法維持生命,這實際上,它們也可能因自身地熱而變得宜居。

不過這項新結果還不能完全解決年輕太陽黯淡佯謬,研究人員希望能收到火星地下熱流的實際測量值來進行推算,只不過目前還沒有這類數據,雖然 NASA 洞察號(InSight)的熱挖掘探頭正在開挖火星(預期挖 3 公尺深),能幫助彌補這塊不足的數據,但現在洞察號有點遇到瓶頸──不知是被一顆岩石擋住去路、還是土壤特性怪異導致儀器失去抓地力,總之探頭鑽到地下 30 公分就罷工了。

新論文發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊。

(首圖來源:pixabay