你有没有想过,在遥远的火星,曾经也有过温暖湿润的时光,就像我们的地球一样?如今的火星,是一片寒冷、干燥的荒漠,可科学家们发现,在数十亿年前,情况并非如此。这到底是怎么一回事呢?今天,咱们就一起来唠唠。
越来越多的证据表明,在火星形成后的早期,它可是个截然不同的星球。那时候,火星表面可能流淌着河流,甚至存在广阔的湖泊和海洋。想象一下,清澈的水流在红色的土地上奔腾,是不是感觉和现在我们印象中的火星完全不一样?如果有水,那必然得有一层厚厚的大气层,来维持适宜的温度,防止水结冰。可大约在 35 亿年前,一切都变了。水干涸了,曾经富含二氧化碳的大气层也急剧变薄,只留下如今这稀薄的一层,勉强包裹着火星。这一转变,堪称火星 46 亿年历史里的核心谜团。
美国麻省理工学院的两位地质学家,对这个问题很感兴趣。他们把目光投向了火星的黏土。你可能会好奇,黏土和大气层有啥关系?在火星上,有迹象表明曾有古老的河流,河水流动时与底层岩石发生了反应。通过研究,他们发现,在漫长的十亿年里,水可能渗透过地壳,与一种叫橄榄石的矿物质发生了奇妙的反应。而根据火星表面黏土的覆盖量估算,这些黏土很可能储存了火星早期大气层中约 80% 的二氧化碳。也就是说,大量消失的大气层,很可能被锁在了这些黏土里。这是不是很神奇?就像一场看不见的 “大气转移魔术”。
还有科学家提出,火星上岩石的特性,也是导致其环境变化的重要因素。在火星刚刚形成后不久,它曾是个相对温暖湿润的星球,有着厚厚的大气层、河流湖泊,甚至可能存在海洋,简直就是个适合生命存在的 “天堂”。但好景不长,大约在 37 亿年前,火星的大部分大气层和几乎全部表面水都消失了。科学家认为,火星 “内部发电机” 关闭是关键原因之一。这里说的 “内部发电机”,其实就是火星内部能自转的金属核心,它自转形成磁力线,进而产生全球磁场。磁场能保护火星大气层不被太阳风吹走。可当磁场消失,大气层就被太阳风 “吹跑” 了,火星也变得越来越冷、越来越干燥。
另外,火星上的水和岩石之间的相互作用也很特别。研究人员通过建模发现,液态水与火星表面熔岩反应,会产生密度更大、含铁更多的含水矿物质。这些富含大密度矿物质的含水岩石,不像在地球上那样留在表面,而是沉入火星地幔,把水分也一起锁定在地幔里,使得水分永久地从火星地表消失。据推测,火星上曾有深达 3 千米的环球海洋,就因为这种岩石与水的高效反应,巨量的水分被隔离到了地幔中。
对于火星气候从宜居到不宜居的转变,还有一种观点认为,是某种重要温室气体的消失导致的。科学家通过研究火星表面的古河床,重建了数十亿年来古河流活动的时间线。他们利用卫星图像,包括 1972 年 “水手 9 号” 任务获取的图像,寻找受水影响的地貌。同时,用全球气候模型模拟各种大气条件,观察其对河流的影响。结果显示,改变大气中二氧化碳的含量,并不会影响水的稳定性。所以,他们推测,一定是某种非二氧化碳的重要温室气体消失了,导致火星大气层变薄,环境从湿润变成干燥。不过,这种神秘温室气体到底是什么,目前还不清楚。
想想看,火星曾经也有过生机勃勃的可能,却在 35 亿年前经历了如此巨大的变化。这也让我们不禁思考,地球未来会不会也面临类似的挑战?毕竟,了解火星气候的变化,对我们认识地球的气候变化有着重要的意义。火星是目前已知唯一气候从宜居转变为不宜居的星球,搞清楚其中的原因,或许能帮助我们更好地保护地球家园。
好啦,今天关于火星 35 亿年前变化的故事就讲到这儿。希望你对这个神秘的红色星球又多了一些了解。要是觉得有意思,就请动动你发财的小手点赞关注吧,祝点赞的你天天好运,发大财哟!
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