火星大氣演化歷程：形成后不久便無法存活生命

新浪科技訊 北京時間11月6日凌晨消息，美國東部時間11月5日14：00（北京時間11月6日凌晨3：00）美國宇航局召開新聞發布會，介紹了該局正在火星軌道運行的火星大氣與揮發分演化探測器（MAVEN）在其最初6個月內獲得數據的初步分析結果。這些結果首次以確鑿數據的形式揭示了火星大氣散逸的速率、路徑以及火星大氣的演化歷程。同時，MAVEN的探測結果也表明，在火星形成之后不久，這顆星球上出現生命的機會便已經不復存在了，而當時，地球上剛剛出現最原始的微生物。

MAVEN的探測數據表明，在過去火星曾經擁有相對濃密的以二氧化碳為主的大氣層，從而使其得以維持一定大氣壓強並確保液態水能夠在其地表存在。然而在大約37億年前，這顆紅色星球便失去了其大部分的大氣。

MAVEN探測項目首席科學家，美國科羅拉多大學大氣與空間物理學實驗室（LASP）的布魯斯·雅各斯基（Bruce Jakosky）表示：“我們認為整個過程大約發生在42~37億年前。”

不過，他同時也指出，MAVEN的這一發現並不能排除火星作為古老生命誕生地的可能性。畢竟，科學家們知道地球至少在大約38億年前便已經出現了最早的生命形式，並且一項最新的發現錶明地球上甚至可能在41億年前便已經出現了生命。

雅各斯基指出：“在地球上最早生命誕生的時期，火星似乎仍然擁有較為溫和的環境。但這並不能表明火星上當時生了生命，但這樣的可能性是存在的。至少，提出火星上是否可能出現過生命，這不是一個愚蠢的傻問題。”

變化中的火星

所周知，今日的火星寒冷而乾燥（盡管上個月NASA剛剛宣佈在火星地表發現了季節性存在的液態水體，但那只是非常局部地區並且數量非常少的），但在遙遠的過去，火星的情況則完全不同。正在火星地表工作的好奇號火星車以及其他探測器獲得的數據表明在數十億年前，火星曾經擁有過溫和濕潤的環境。當時的火星地表存在廣泛的河流和湖泊系統，甚至是覆蓋火星表面廣大地區的巨大海洋。

這顆星球的巨大轉變是與其大氣散逸有關的，今天的火星大氣密度僅相當於地球上海平面處大氣密度的1%不到。科學家們長期以來一直想要了解火星上究竟發生了什麼事情，而這正是價值超過6.71億美元的MAVEN探測器所要弄清楚的問題。

自從2014年11月以來，MAVEN探測器一直在火星軌道上對這顆星球的上層大氣情況進行監測，測量這裏的氣體成分向太空散逸的速率。這顆探測器的工作將幫助科學家們更好地了解火星氣候演化歷史以及在遙遠的歷史上曾經孕育生命的可能性高低。

11月6日，美國《科學》雜誌以專刊形式報導了MAVEN項目組發表的一系列探測結果。比如其中一項研究認為過去更加強大的太陽爆發可能在造成火星大氣丟失的過程中扮演了重要角色。

在那篇文章中，雅各斯基和他的同事們報告了在2015年3月發生的一次劇烈的日冕物質拋射（CME）事件對火星大氣生的顯著影響。日冕物質拋射是一種劇烈的太陽爆發現象，當其發生時太陽會向外釋放出大量高能帶電粒子流。根據MAVEN探測器的最新測量結果，目前火星大氣每秒大約損失100克物質，但在發生CME等太陽爆發事件期間，這一速率將會提升10~20倍。

相比今天，在大約40億年前這樣的太陽爆發事件強度更高也更加頻繁，與此同時太陽生的極紫外輻射強度也要比今天高得多。強烈的太陽風會猛烈轟擊早期火星的大氣層。雅各斯基指出，所有這些都會造成火星在其演化早期階段的大氣丟失。

而所有這些都發生在火星失去其全球性磁場之后不久。在此之前，火星的磁場保護這顆星球，對抗來自太陽風的侵蝕，而當磁場逐漸消失，這種保護也隨之消失了。在那之后，在短短數億年內，火星大氣向宇宙空間的散逸率大大提升。