研究：冰云或曾让早期火星保持足够的温度从而形成河流和湖泊

发表于 4年以前 | 总阅读数：657 次

这个明显的矛盾已经困扰了科学家几十年，尤其是因为在火星上有流动的河流的同时它得到的阳光还不到我们人类今天在地球上享受的1/3。

但一项由芝加哥大学行星科学家Kite领导的新通过使用一个计算机模型来提出了一个相当有前景的解释：火星可能会有一层会诱发温室效应的薄冰、高空云层。

“我们的证据跟我们从物理和化学的角度解释它的能力之间存在令人尴尬的脱节，”Kite指出，“这个假设对缩小这一差距有很大帮助。”

在科学家们之前提出的多种解释中，没有一个是完全有效的。比如一些人认为，一颗巨大的小行星的碰撞可能释放出足够的动能从而让火星变暖。但其他计算显示，这种影响只会持续一两年，而古河流和湖泊的轨迹显示，变暖可能会持续至少几百年。

Kite和他的同事们想重新审视另一种解释：高空云，就像地球上的卷云一样。大气中即使是少量的云也能显著提高一个星球的温度，这是一种类似于大气中的二氧化碳的温室效应。

这个想法最早是在2013年提出的，但已经被搁置。Kite指出，因为“有人认为，只有当云层具有令人难以置信的特性时它才会起作用。”如模型表明水必须在大气中停留很长一段时间，所以这个解释的整体前景似乎不太明朗。

Kite及其团队通过利用整个地球大气层的3D模型开始了他们的研究工作。他们发现，缺失的部分是地面上的冰量。如果火星的大部分地区都覆盖着冰，那就会产生有利于低空云层的表面湿度，而人们认为低空云层不会给行星带来太大的温暖--甚至会让它们降温，因为云层会把太阳光反射到火星上。

但如果只有小块的冰如在两极和山顶，那么火星表面上的空气就会变得更加干燥。这些条件有利于高层云层的形成--而这会让这颗行星更容易变暖。

该模型的结果表明，科学家可能不得不放弃一些基于我们自己特殊星球的关键假设。

“在这个模型中，这些云的运动方式跟地球非常不一样。基于地球的直觉建立模型是行不通的，因为这跟地球的水循环完全不同，地球的水循环是水在大气和地表之间快速流动，”Kite表示。

在地球上，水几乎覆盖了地球表面的3/4，水在海洋和大气以及陆地之间快速而不均匀地移动并以漩涡和漩涡的形式移动，这意味着一些地方大部分是干燥的如撒哈拉沙漠，而另一些地方则是潮湿的如亚马逊河。相比之下，即使在适宜居住的高峰期，火星表面的水也要比地球少得多。在Kite的模型中，当水蒸气在大气中盘旋时它就会停留。

Kite指出：“我们的模型表明，一旦水进入火星早期的大气，它将在那里停留相当长的时间--接近一年--这就为长期存在的高海拔云层创造了条件。”

NASA新着陆的“毅力号”也应该能以多种方式验证这一想法，如通过分析鹅卵石来重建火星上过去的大气压力。

研究人员们表示，了解火星是如何获得和失去它的温度和大气的完整故事可以帮助人类寻找其他适合居住的世界。

Kite说道：“火星之所以重要，是因为它是我们所知的唯一一颗有能力维持生命但后来却失去了生命的行星。地球气候的长期稳定性是显著的。我们想要了解一个星球的长期气候稳定性会以何种方式被破坏以及它能以何种方式得以维持。这项探索定义了比较行星宜居性的新领域。”