火星億年氣候變遷：曾有暴雨和溫室效應(yīng)

火星表面廣泛分布的峽谷網(wǎng)絡(luò)很可能是數(shù)十億年前洪水沖蝕形成的，但是洪水是怎么形成的目前依然未知。近日，賓夕法尼亞州立大學(xué)與美國宇航局的研究人員利用氣候模型驗(yàn)證火星早期的溫室效如何形成這些洪水。

▲左圖為美國科羅拉多大峽谷，由科羅拉多河長期沖蝕形成；右圖為好奇號拍攝的火星夏普山，這里曾是一個巨型湖泊。

賓夕法尼亞州立大學(xué)天體物理與天體生物學(xué)研究生，娜塔莎·巴塔利亞（Natasha Batalha）說：“所有人都在搜尋火星上的生命，如果這些早期流水的證據(jù)表明火星曾是個適合生命生存的星球，那么現(xiàn)在火星上依舊存在生命的可能性會大增。我們的工作包括用氣候模型來準(zhǔn)確推測38億年前火星表面發(fā)生的事情�！�

此前對火星隕石坑的研究分析支持火星早期表面有流動的洪水，但是當(dāng)時火星表面升溫能夠融化水冰是怎么發(fā)生的，究竟有多少水依然是謎。

賓夕法尼亞州立大學(xué)著名地球科學(xué)教授，詹姆斯·卡斯廷（James Kasting）說：“如果我們將火星上的這些峽谷與地球的相比較，比如科羅拉多河，它們看起來擁有相同的寬度，而科羅拉多大峽谷正是五六百萬年的長期降雨沖蝕形成的，這幾百萬年的總降水量達(dá)到9億到18億毫米�！�

2014年卡斯廷教授的研究小組提出一個氣候模型表明：火星早期變暖是因?yàn)楫?dāng)時有一個由溫室氣體組成的稠密大氣層，具體說是二氧化碳，此外還有氫氣。在最近一期的行星科學(xué)頂級雜志《伊卡洛斯》上，研究小組報(bào)告提到使用光化學(xué)模型，他們確定火星早期存在一個氫氣含量較高的大氣層。

卡斯廷與巴塔利亞的小組用光化學(xué)模型模擬了大氣的各個方面，包括利用數(shù)學(xué)確定化學(xué)成分及它們?nèi)绾伟l(fā)生反應(yīng)，他們還明確了在火星地表與大氣里的不同反應(yīng)。

巴塔利亞說：“我們工作的重點(diǎn)是確定當(dāng)時的火星是否有一個氫氣含量在5%的大氣層。對類地行星來說，大氣里氫氣含量在5%顯得太多。通常類地行星不會有這樣的大氣組成，因?yàn)闅湓�子較輕，非常容易從大氣中逃逸�！�

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