科学家在火星上发现有流动水的痕迹（科学家认为火星上曾经有水）

科学家在火星上发现有流动水的痕迹，原文标题：科学家发现火星曾经也拥有丰富的水，为何都流失了？。

火星虽然失去了大部分曾经丰富的水，但是火星大气中还残留着少量的水。欧空局的火星快车发现了关于火星水的去向，表明它逃到了太空中，这是由火星沙尘暴和地球接近太阳加速离心力造成，并暗示一些水可能已经退到地下。

火星虽然现在是干旱，但它很可能曾经是一个像我们一样被水覆盖的星球。从巨大的洪水形成的外流通道、河谷和三角洲雕刻成地球表面的图像，以及火星南极冰层和尘埃下的液态水库的雷达观测中，都可以发掘出这方面的证据。

由于火星上的低大气压（不到地球的1%），水现在只能以冰或气体的形式存在于火星上。在过去的几十亿年里，火星已经将大部分的水流失到太空中，直到现在仍有水从火星大气层中漏出。

由俄罗斯科学院空间研究所的安娜·费多罗娃和法国劳工大气观测局的让-伊夫·乔弗瑞领导的两项新研究，现在澄清了水是如何穿过和离开火星大气层的。他们发现，这个过程受到地球与太阳的距离及其气候和天气变化的影响，也包括地球上经常看到的大规模全球沙尘暴。

火星的水到哪里去了？

这两项研究都使用了轨道器SPICAM仪器（火星大气特征调查光谱仪）获得广泛、多年数据。

安娜说："大气层是地表和空间之间的纽带，因此，关于火星是如何失去水的，我们有很多话要说。"我们研究了大气中的水蒸气，从地面到海拔100公里，这个区域在8年的时间里一直有待探索。

安娜和他的同事发现，当火星远离太阳时，水蒸气仍然限制在60公里以下，但当火星离太阳最近时，水蒸气的海拔高度却延长了90公里。 在整个轨道上，太阳和红色行星之间的距离从2.07亿到2.49亿公里不等。

在太阳附近，温暖的温度和大气中更密集的循环阻止了水在一定高度结冰。"然后，高层大气变得潮湿和饱和的水，解释了为什么水的逃生率在这个季节加快 – 水携带更高，帮助它逃到太空，"安娜补充说。

在火星经历全球沙尘暴的年份里，高层大气变得更加潮湿，有很多超过80公里的高空积水。

安娜说："这证实，众所周知的沙尘暴会温暖和破坏火星的大气层，也会将水输送到高空。"由于火星快车的持续监测，我们能够分析2007年和2018年的最后两次全球沙尘暴，并将我们发现的情况与无风暴年相比，以确定风暴如何影响水从火星逃逸。

火星快车

这一发现得到了Jean-Yves领导的研究的支持，该研究对火星高层大气中氢原子的密度进行了两年的建模，并探讨了这与水逃逸的关系。

Jean-Yves 说："我们将结果与 SPICAM 数据进行了比较，并找到了良好的一致结果，除非在尘土飞扬的季节，我们的模型低估了氢气的存在量。"在扰动条件下，水从大气中逸出的水比模型预测的要多得多。

Jean-Yves和他的同事估算，在火星的两年中，经历了沙尘暴，水的流失率大约是100倍，这突出了沙尘暴对火星水损失率的重大影响。

研究结果显示，火星每十亿年就会失去相当于全球两米深的水层。然而，即使积累在火星的40亿年历史，这个数额不足以解释火星的所有水都去了哪里。

Jean-Yves说："地球上一定曾经存在过大量的水创造特征来解释我们所看到的水创造特征。"由于它并没有全部消失在太空中，我们的结果表明，要么这些水已经转移到地下，要么水的逃逸率在过去要高得多。

安娜、让-伊夫及其同事的研究结果补充了欧空局-罗斯莫斯ExoMars跟踪气体轨道飞行器（TGO）的最新发现，该轨道器自2018年以来与火星快车一起监测了火星大气中水的分布。这些发现表明，火星的水流失率可能与季节变化有关。

火星快车确定火星水损失的工作也得到了美国宇航局MAVEN（火星大气和挥发性演化）任务的支持，该任务系统地测量火星大气的化学成分（特别是原子氢和氢的同位素）的水平。多项任务数据不仅有助于监测水的流失，而且有助于研究火星历史上累积的水损失——对于确定火星的水是已经进入地下还是进入太空至关重要。

火星沙尘暴

欧空局火星快车项目科学家德米特里·蒂托夫（Dmitrij Titov）表示："我们正在进行的火星探测的两个关键主题是火星的演化和水的流失，以及沙尘暴在塑造火星气候和大气中的作用。

"这些发现帮助我们了解火星水流失背后的长期过程，并描绘了火星当前气候学的图景，以及火星的气候在历史上是如何变化的。对于此类研究，我们需要 SPICAM 提供的高质量数据集，以及 ExoMars TGO 上的仪器。类似高级的科研任务将继续揭开火星的奥秘。

"火星快车"于2003年6月2日发射升空，在火星轨道上度过了17年多的时间，仔细监测了火星大气层的特性。

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