冰冷的雲層可能使火星曾經溫暖並擁有河流

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 06 日 8:45 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


火星目前佈滿沙漠,然而 NASA 毅力號正在古老的三角洲遺跡邊。這矛盾困擾科學家數十年,特別是當火星有河流流動時,表面接受到的陽光不到地球三分之一。芝加哥大學科學家利用電腦模擬提出新解釋,認為火星過去可能有一層薄而冰冷的高空雲,引起溫室效應。

關於火星現象,目前尚未有好解釋。有一說認為,來自巨大小行星撞擊釋出的動能,可使行星變溫暖。但根據估算,這個效應僅持續1~2年,而古老河流和湖泊留下的痕跡顯示溫暖的天氣可能持續超過數百年。

而另一個可能的解釋為:高空雲(如同地球卷雲)。即使是大氣少量雲,也能顯著提高行星溫度,類似大氣二氧化碳造成的溫室效應。這個想法最初2013年提出,但需要雲層有不尋常的特性才能有作用,例如水氣在大氣的停留時間,需要超過地球停留的時間,這似乎不太可能。

科學家發現,假如過去曾經有冰覆蓋大部分火星表面,這將形成有利低空雲的地面濕度,而低空雲不會使行星變溫暖太多(甚至雲層可以反射陽光,使行星變冷)。假如冰塊僅覆蓋少部分區域(例如極區和山頂),火星地表空氣就會變得較乾,有利高層雲形成,高層雲將使行星更容易變溫暖。

模擬結果顯示,科學家可能需要放棄一些基於地球的假設,因火星水循環可能和地球不同。地球水會快速在大氣和地表間移動,且呈現不均勻分布,例如乾燥的撒哈拉沙漠與潮濕的亞馬遜森林。相反地,即使在適居性的高峰,火星表面的水也較少。按照本文的模型,當水氣進入火星大氣將長期停留(約一年),為長期存在的高空雲提供適當條件。

NASA毅力號可從多方面測試這個理論,例如分析火星卵石重建火星過去的大氣壓力。了解火星的溫暖大氣如何形成和消失的完整故事,可為尋找其他適居行星提供更多資訊。

▲ NASA毅力號在火星耶澤羅撞擊坑內的示意圖。(Source:NASA

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA

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