火星其实是颗“水星”,古老的海洋隐藏在地壳里

火星一直被论证为曾经是个水资源丰富甚至产生过古老生命的星球,它甚至比地球的含水量更为丰富。

但几十年来,行星科学家们一直在猜测,这颗星球现今变得如此干燥,它上面的水份是否已经流失殆尽了。

现在随着科技的进步,人们在火星的极地冰盖中发现了一些水,进一步的研究发现,还有大量的水被藏了起来——在地壳的深处。

这一发现可能会对未来制定人类登陆火星定居、科研实现就地获取水资源的计划产生重大影响。

在此之前,科学家确定了火星水份的流失原因,随着火星古老的大气层逐渐被吸入太空,失去保护的大部分地表水也随之流逝。但是,流失的不是全部,很大一部分仍然存在于星球上,被地壳包裹保护着。

专门研究火星水资源的加州理工学院博士伊娃•谢勒(Eva Scheller)说:“大气逃逸造成的水流失,应该只占到火星实际拥有的水资源的极小一部分。”

谢勒及其同事研究了以不同形式量化火星上随时间推移的水量模型,以及有关火星大气层和行星地壳化学成分的最新数据。研究小组研究了以各种形式(蒸汽,液体和冰)量化随时间推移的水量模型以及当前火星大气层和地壳的化学成分,特别是研究了氘与氢的比率。

尽管水是由氢和氧组成的,但并非所有氢原子都是相同的。绝大多数氢原子在原子核内只有一个质子,而一小部分(约0.02%)以氘或所谓的“重”氢存在,它具有质子和中子。

气密小的氢比密度大的氢更容易逃脱行星的引力进入太空。因此,通过高层大气损失行星的水将在行星大气中的氘与氢比例上留下明显的迹象:氘的占比明显会更高。

但是,他们发现,大气逸散理论无法完全解释当今火星地表上下所见的情况——只有大气在向太空流失水以及地壳下矿物在捕获水相结合来看,才能解释现在火星大气中观察到的氘和氢比例。

“大气逃逸显然是造成了失水,但火星任务的最后十年发现,事实是,存在着巨大的古代水合矿物储集层,其形成肯定会随着时间的推移而减少水的可循环性。” 当水和岩石相互作用时,会发生化学风化过程,从而产生诸如粘土和其他含水的矿物。

在地球上,旧地壳不断融化到地幔中,并在板块边界形成新地壳,通过火山作用将水和其他分子循环回大气中。但是,火星没有构造板块,因此一旦发生表面的“干燥”是永久的。

谢勒说:“所有这些水在很早就被隔离了,然后再也没有循环出去。”

研究小组将最新的发现以及带有数据的推想发表在了《科学》杂志上,他们强调,在40亿年前,火星如同地球一样,是颗美丽的蓝色星球,它拥有深度为100至1,500米的海洋,其水量足以覆盖整个星球,而现在,其中30%至99%的水被困在深埋在地壳下的矿物中。

谢勒所在的科研小组将协助“火星2020”毅力号团队,等从火星收集的岩石样本最终返回地球后,进行研究以验证这个理论——他们的这项研究工作获得了NASA的宜居世界奖,地球与太空科学奖学金(NESSF)以及地球和太空科学与技术未来研究员(FINESST)的支持。

很快,我们中国的火星漫游车也将在火星北半球的乌托邦平原区域展开地下水资源的分布和储量研究工作,地球上不同国家的科学家们将以自己的方式去进一步的探索和了解火星,如果证实真的在地下还蕴含有大量的水资源,那火星成为人类率先殖民的星球几率将大大增加——也许火星是人类跨入太空的第一块最合适的跳板。