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解释火星大气中的持续氢

宇宙知识 2025-09-10 2215

摘要:几十年来,今天的寒冷,干燥的火星在几十亿年前流动的河流和湖泊使科学家感到困惑。现在,研究人员认为他们对更温暖,更湿的古代火星有很好的解释。基于先前的理论,将Yore的火星描述为炎热的地方,再次冷藏,一个团队确定了古代火星能够在早期的早期维持足够温暖的化学机制来托管水,甚至可能是生命。...

几十年来,今天的寒冷,干燥的火星在几十亿年前流动的河流和湖泊使科学家感到困惑。现在,哈佛大学的研究人员认为他们对更温暖,更湿的古老火星有很好的解释。

解释火星大气中的持续氢

以先前的理论为基础,将Yore火星再次形容为炎热,再次冷藏,由哈佛大学John A. Paulson工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员领导的团队已经确定了古代火星能够在早期以托管水和可能生命的早期维持足够温暖的化学机制。

NASA Sagan Postdoctoral院士兼新论文的首席作者Danica Adams说:“火星上有液态水,火星上有液态水,因为火星距离太阳更远,而且太阳很早就昏迷了。”自然地球科学

以前将氢作为魔法成分,与火星大气中的二氧化碳混合在一起,以触发温室变暖的发作。但是大气氢的寿命很短,因此需要进行更详细的分析。

现在,亚当斯;罗宾·华兹华斯(Robin Wordsworth),海洋环境科学与工程学教授;团队进行了光化学建模(类似于当今用于空气污染物的方法),以填补早期火星氛围与氢的关系的细节,以及这种关系如何随着时间而变化。

华兹华斯说:“早期的火星是一个失落的世界,但如果我们提出正确的问题,它可以详细地重建。” “这项研究首次综合了大气化学和气候,以做出一些惊人的新预测 - 一旦我们将火星岩石带回地球,这是可以测试的。”

亚当斯修改了一种称为动力学的模型,以模拟氢和其他气体与地面和空气的反应如何控制早期火星气候。

她发现,在火星的Noachian和Hesperian时期,在4到30亿年前,火星经历了大约4000万年的情节温暖咒语,每个活动都持续了100,000年或更长时间。这些估计与当今火星上的地质特征一致。温暖,潮湿的时期是由地壳水合驱动的,或者流失在地面上,该水供应足够多的氢以在数百万年内在大气中积聚。

在温暖和寒冷气候之间的波动中,火星大气的化学反应也波动。二氧化碳不断被阳光击中,并在温暖的时期转换为CO。CO可以回收回CO2,从而使CO2和氢占主导地位。但是,如果寒冷足够长的时间,回收利用会放慢速度,建立CO并产生更降低的状态,又称氧气。因此,大气的氧化还原状态随着时间的流逝发生了巨大变化。

亚当斯说:“我们已经确定了所有这些交替的时间尺度。” “而且我们已经描述了同一光化学模型中的所有作品。”

在温暖的时期,建模工作为支持益生元化学的疾病(我们所知道的后期生活的基础)提供了潜在的新见解,以及在冷酷和氧化间隔期间对这种生命持续存在的挑战。亚当斯(Adams)和其他人开始努力寻找使用同位素化学建模的交替的证据,他们计划将这些结果与即将到来的火星样本返回任务中的岩石进行比较。

由于火星缺乏板块构造,与地球不同,今天看到的表面与很久以前的表面相似,这使其在湖泊和河流的历史变得更加有趣。亚当斯说:“这是一个非常出色的案例研究,对于行星如何随着时间的流逝而发展。”

亚当斯(Adams)从博士学位开始工作。加利福尼亚理工学院的学生主持了她使用的光化学模型。该研究得到了美国宇航局和喷气推进实验室的支持。

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