1. 首页 > 自然地理

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

现代空间科学的一大谜团,可以从刚刚登陆火星的美国宇航局的“毅力号”火星车上清晰总结出来:今天火星是一颗沙漠星球,而火星车却正停在火星一个古老河流三角洲旁边。

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

数十年来,这种明显的矛盾一直困扰着科学家,特别是因为在火星流淌着河流的同时,它获得的阳光不到我们今天在地球上所享有的三分之一。

但是,芝加哥大学行星科学家、地球物理科学助理教授、其他世界气候专家凯特领导的一项新研究,利用计算机模型提出了一个有希望的解释:火星可能有一层薄薄的冰层,引起温室效应的高空云。

“我们的证据与我们从物理学和化学方面进行解释的能力之间存在令人尴尬的脱节,”凯特说,“这一假设对缩小这一差距大有帮助。”

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

在科学家先前提出的多种解释中,没有一个曾奏效。例如,有人认为,一个巨大的小行星的碰撞本来可以释放出足够的动能来使行星变暖。但是其他计算表明,这种影响只会持续一两年,而古老的河流和湖泊的踪迹表明,变暖可能至少持续了数百年。

凯特和他的同事们想重新审视另一种解释:高空云,就像地球上的卷云。即使是大气中的少量云层也可以显着提高行星的温度,这种温室效应类似于大气中的二氧化碳。

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

这个想法最初是在2013年提出的,但后来却被搁置了,因为凯特说:“有人争论说,只有在云层具有令人难以置信的特性时,它才会起作用。”例如,这些模型表明,水在大气中的停留时间必须长于地球上通常要长的时间,因此整个前景似乎不太可能。

使用整个星球大气的3D模型,凯特和他的团队开始了他们的研究工作。他们发现,缺少的一块是地面上的冰块。如果有冰覆盖了火星的大部分区域,则会产生有利于低空云层的表面湿度,低空云层不会使行星非常温暖(甚至不会冷却行星,因为云层会将阳光反射到远离行星的地方)。

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

但是,如果只有冰块,例如在两极和山顶,那么地面上的空气就会变得更加干燥。这些条件有利于形成较高的云层——云层倾向于使行星更容易变暖。

模型结果表明,科学家可能不得不放弃基于我们自己特定星球的一些关键假设。

“在模型中,这些云团以非常不像地球的方式运转。”凯特说,“基于地球的直觉建立模型根本行不通,因为这根本不同于地球的水循环,后者在大气和地表之间快速移动水。”

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

在地球上,水几乎覆盖了整个表面的四分之三,水在海洋与大气和陆地之间快速而不均匀地流动,在漩涡和涡流中运动,这意味着有些地方大部分处于干燥状态(撒哈拉沙漠),而其他地方则处于潮湿状态(亚马逊河)。相反,即使在其可居住性达到顶峰时,火星表面的水量也要少得多。按照凯特(Kite)的模型,当水蒸气在大气中上升时,它会持续存在。

凯特说:“我们的模型表明,一旦水进入火星早期的大气中,它将停留在那里相当长的时间(接近一年),这为长期存在的高空云创造了条件。”

研究发现,冰云本可以让早期的火星保持足够温暖

美国宇航局(NASA)新登陆的毅力号火星车也应该能够以多种方式测试这一想法,例如通过分析卵石来重建火星上过去的大气压力。

科学家们说,了解火星如何获得和失去温暖和大气的完整故事可以为寻找其他宜居世界提供信息。

“火星很重要,因为它是我们所知道的唯一能够维持生命然后失去生命的星球,”凯特说,“地球的长期气候稳定性非常出色。我们想了解行星长期气候稳定性可能崩溃的所有方式,以及可以维持的所有方式(而不仅仅是地球的方式)。这一探索任务定义了行星宜居性的新领域。”

声明:部分文章和图片来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除:allen585858@qq.com。本站发布此信息目的在于传播更多信息,与本网站立场无关,不保证该信息(包括但不限于文字、数据及图表)准确性、真实性、完整性等。本文地址:https://www.qiwenya.com/zrdl/9653.html

联系我们

在线咨询:点击这里给我发消息

微信号:weixin888

工作日:9:30-18:30,节假日休息