火星上的水 可能比預期快消失

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文/台北市立天文館
根據法國國家科學研究中心科學家最新研究:火星上的水散失的速度,可能比依過去觀測結果所建議的理論預測值還要快。火星水逐漸逸散之處主要在高層大氣中,陽光和化學作用造成水分子(H2O)解離成氫原子(H)和氧原子(O);但因火星是顆小型行星,重力微弱,無法留住這些原子,因而讓它們逸散至太空而消失。科學家發現在距離火星地表約80公里以上的高層大氣中,令人意外地聚集了大量水蒸氣,事實上,是比理論上該處溫度容許的水蒸氣量還高10到100倍的過飽和狀態。依此觀測到的過
飽和速率,由此水分子逸散速率在特定季節中會激增。
同學可以參考火星大氣中的水循環示意圖(左)。火星兩極冰帽中的水冰在陽光照射下昇華成蒸氣而釋放至大氣中。這些水分子藉由風傳遞到更高更冷的高層大氣中,如能遇到塵粒則可凝結成水滴而形成雲,如此便可避免水分子快速而大量的移動至更高處。但在火星上,凝結過程經常受到阻礙,所以大氣中的水蒸氣時常處在過飽和狀態,所以有更多水蒸氣能移動到高層大氣中,被太陽紫外線解離成氫原子和氧原子。在火星大氣極高層中發現大量過飽和水蒸氣,意味著有更多的氫原子和氧原子能逃出火星重力場,造成火星上的水隨時間流失的速度比預期的還要快。

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