02.20 40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

核心提示:我们根据在地球上存在的200多颗火星陨石,逐渐揭开了关于火星氘核海洋的秘密。由于火星内核质量不够,磁场较弱,导致大气被太阳风侵蚀,发生不可逆的过程,让火星上的大气层和氘核海洋都消失了。

宇宙印象 深度科普栏目第1099期 不论是火星还是地球,在刚刚形成的时候都遭遇过原行星的撞击,大约在40亿年前,太阳系还是个混乱的“战国时代”,各路行星开始竞争生存空间,不断吸积物质把自己变得更加强大。原行星要晋升为行星,就需要让自己质量、体积都增大,然后才有足够强大的引力清空轨道。

地球再40多亿年前就被一颗火星大小的天体撞击过,形成了今天的月球,谁曾想,火星在同一时期也遭遇类似的袭击,被一颗2000公里直径的天体撞击过。火星遭遇的撞击证据其实在地球上也能发现,地球上目前已经发现的陨石数量超过6万颗,其中只有200多颗来自火星。通过研究火星陨石,我们可以推演出火星在40多亿年前的状态。


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:火星曾经也遭遇过2000公里直径的原行星撞击


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:火星上的氘核海洋

氘核海洋“重见天日”

这些来自火星的陨石形成于火星上某次撞击事件中,撞击产生的巨大爆炸能量将火星上的岩石抛入太空中,在太空中流浪数万至数百万年、甚至更长的时间后落入地球引力范围,最终被地球引力捕获,以流星的方式坠落地球表面。这200多颗火星陨石,给了我们两个启示:第一,火星形成的时间比估计的更晚:陨石中必然包含大量来自火星的元素,比如钨和铂,这两个元素与铁有较强的结合能力,因此我们发现,在早期火星形成之初,钨和铂会与火星上的铁元素一直沉入行星的内核中。 这个信息还给我们提了个醒:火星的诞生时间比较晚,理论上火星形成花了200至300万年,但是来自火星的陨石显示,钨和铂元素更多的是来自撞击火星的小行星,由此不难看出,火星的形成应该更晚一些,可能在2000万年以上。第二,火星中的陨石信息记录了火星曾经出现的氘核海洋。


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:ALH84001陨石曾经存在的环境中拥有大量的二氧化碳,而且还处于浅水环境


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:40多亿年前,火星可能的模样,拥有大量的海洋,以及可能存在的绿色植物

这块陨石来自南极洲,发现时间在1984年,编号为ALH84001,形成的时间距今40多亿年,这时候火星已经形成,大约在1.3万前才坠落南极洲。1996年的时候,科学家宣布在陨石中发现了微生物化石,这个消息一度成为世界级头条。不过这个说法也没有持续太久,因为陨石中的微生物化石也可能受到地球环境污染,没有坚实的证据。但同位素调查发现,ALH84001陨石曾经存在的环境中拥有大量的二氧化碳,而且还处于浅水环境中,这无疑说明火星在40多亿年前就有液态水环境。结合好奇号、机遇号火星车的实地勘察,我们已经确定:火星在40多亿年前就有海洋。火星的过去是个非常特别的地方,因为火星的表面有水,真真切切的液态水,海洋中的氢是氘,被认为是氘核海洋。


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:今天的火星与有海洋的火星对比

命运转折点从40亿年前开始

经过陨石调查、火星车勘察数据显示,火星曾经有水,那么为什么会变成今天毫无生机的模样?这个问题已经在2015年基本查明。当年,NASA的火星大气探测MAVEN号发行火星大气以每秒100克的速度逃逸,在2015年3月,一场太阳风暴让大气粒子逃逸速率大大增加,至少达到了10倍以上,相当于每秒1千克以上。这说明太阳风粒子对火星大气的侵蚀作用是显著的,在40多亿年前,太阳才刚刚诞生不久,太阳风粒子的强度是极大,火星大气流失的速度也是显而易见。这里还有一个问题,火星和地球都有大气,而且火星轨道距离太阳更远,为什么地球却没事?这是因为火星的内核质量不够,磁场强度无法保护稠密的大气,导致了火星大气在与太阳风粒子对抗中败下阵来。


40亿年前的氘核海洋“重见天日”,200多颗火星陨石这次立功了

图片解读:太阳风粒子对火星大气的侵蚀作用是显著的,在40多亿年前,太阳才刚刚诞生不久,太阳风粒子的强度是极大,火星大气流失的速度也是显而易见

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图片解读:火星大气至今仍然处于丢失状态

火星大气中拥有少量的氩36,其同位素为氩38,太阳风粒子能够将氩36“撞出”大气层,因为氩36更轻。通过对火星大气的溯源,火星在过去40亿年的时间内有将近7成的氩被太阳风粒子干掉,还有其他气体也从大气层流失。数十亿年如一日,火星大气经历了不可逆转的演化过程,逐渐形成今天的局面。

综上,我们根据在地球上存在的200多颗火星陨石,逐渐揭开了关于火星氘核海洋的秘密,这些陨石是立功了!但由于火星内核质量不够,磁场较弱,导致大气被太阳风侵蚀,发生不可逆的过程,让火星上的大气层和氘核海洋都消失了。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。


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