隕坑推算火星古氣候：氣壓水平曾與地球相當

新浪科技訊 北京時間4月22日消息，據物理學家組織網站報導，盡管今天我們所看到的火星既寒冷又乾燥，但根據一項周日發表的研究結果，在地質歷史時期，火星曾經擁有溫暖而潮濕的環境，但這種環境可能只斷斷續續地存在了一段時期。

軌道飛行器拍攝的圖像顯示火星上存在宏偉的峽谷和沉積岩層，而陸器則已經證明這裏存在與水有關的岩石礦物。所有這些線索都明火星上一度擁有綿延數千公里的河流和湖泊。而今天的火星已經是一個乾燥寒冷的地方，它的大氣層充滿二氧化碳，氣壓太低，根本不足以維持液態水的存在。如果你在火星上倒出一杯水，那麼它會同時結冰並沸騰。那麼，火星究竟在什麼時候曾經擁有過液態水？后來這裏又發生了什麼？

在周日發表在《自然-地球科學》雜誌上的一篇論文中，行星地質學家美國加州理工的埃德溫·凱特(Edwin Kite)對這一問題進行了研究。凱特和他的團隊對火星表面由於隕星撞擊形成的撞擊坑進行計數，並據此估算火星過去的大氣壓強。

這種計算背后的邏輯在於：一個行星的大氣層越厚，要想順利穿過其大氣層並地大地面，這個撞擊體也必須要足夠大。相反的，一個較為稀薄的大氣層就意味那些較小的撞擊體也能夠抵達地面並形成撞擊坑。凱特的小組對火星Aeolis Dorsa地區的319個撞擊坑進行了測算，這一地區的年齡大約為36億年，其地表顯示存在古代河床的線索。

流水的謎團

研究組的計算顯示這些隕石坑是在火星大氣壓為0.9巴時形成的。這一氣壓水平相當於今天火星氣壓的150倍，已經與藍色海洋覆蓋的地球相接近。但壞消息是，由於火星距離要比地球遠很多，並且在那個久遠的年代，我們太陽的亮度要比今天暗淡得多。因此，當時的火星至少需要5巴的氣壓水平來保證其氣溫能夠保持在冰點之上。看起來在火星存在液態河流的時期，其並不具有長期穩定的厚重大氣層。

這項研究中指出：“如果在存在液態水的時期火星並不具備數個巴水平的濃密大氣，正如這項研究中所指出的那樣，那麼一個富含二氧化碳和水的溫暖而潮濕的大氣環境便可以被排除，那段時期的長期溫度水平極可能是低於冰點的。”

這樣就必須另外尋找解釋——正如美國宇航局埃姆斯研究中心的桑傑·索姆(Sanjoy Som)在同一期雜誌中為該項研究所撰寫的評論中所的那樣。

一種可能是當時的液態水體擁有高酸性和高鹽度，這讓其擁有更低的冰點，從而能夠在更低壓強環境下以液態水形式存在。另一種可能性是考慮火星上的火山噴發，頻繁的火山噴發釋放大量氣體，這將有可能幫助火星保持其地表液態水的存在。還有第三種可能性，即所謂“短暫間斷論”。意思是由於火星自轉傾角的變化造成的間斷性出現濃密大氣的現象。

就像人的頭旋很多都不在正頭頂一樣，火星的自轉軸也是傾斜的。這種自轉軸的本身的旋轉周期大約是12萬年，這種長周期的轉變將會對照射到地表的陽光的量生影響，導致水體陷入冰凍，或是能夠自由流淌於地表。(晨風)