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火星水份何處去?實驗岩石學家:地底

2017/12/21 — 16:56

古代火星模擬圖,圖片來源:維基百科

古代火星模擬圖,圖片來源:維基百科

別看火星一片荒蕪,天文學家認為火星曾擁有水循環,但這些水份現在到底往哪裡去?最新刊於《自然》的研究提出,這些消失的水份可能已從火星表面流入星球內部。

早前有研究估計,早期火星可能曾有 0.2–2 億立方公里的水份。不過,現時火星除極地冰蓋和早前疑似液態水痕跡外,就完全沒有水份。

其中一個假說認為,火星水份消失是因為內部磁場曾經改變,令高能量粒子和太陽風暴磁場吹向火星高層大氣層,而水份子亦因此脫離到太空。然而,美國太空總署 (NASA) 從火星太氣及揮發物演化任務 (MAVEN) 得出的數據則顯示,此機制速度不足以令火星水份在短時間內消失。

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新研究認為水份消失關鍵在於火星鐵質。負責研究的牛津大學實驗岩石學家 Jon Wade 指出,火星熔岩鐵質含量高,當它們接觸到火星水份時便會產生化學作用,形成玄武岩地殼。當玄武岩接觸到水份後,便會如同海棉般將水份吸收;而當玄武岩地殼再被火星熔岩覆蓋時,並不會如地球熔岩般將當中水份重新釋出,反而是令其積存在火星地幔,即地殼與地核之間的夾層。Wade 認為,假設此化學反作用效率夠高,就有機會可抽乾早期火星海洋。

Wade 指,火星的高鐵質特性,早已注定會失去地表水份。雖然地球熔岩也會有類似化學現象,但地球地表玄武岩鐵質含量較少,所以水份不會被抽乾;研究亦突顯地質化學對星球命運的重要性——單是鐵質比例略有不同,就已足以令一個星體的水份從地表消失。 

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原文:
Nature, Martian water stored underground, 20 December 2017

報告:
Wade, J., Dyck, B., Palin, R.M., Moore, J.D.P. & Smye, A.J. (2017). The divergent fates of primitive hydrospheric water on Earth and Mars. Nature, 552, 391–394. DOI: 10.1038/nature25031

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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