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太阳紫外线剥离火星大气碳元素使其非常稀薄

太空/武器 2015-12-02 16:10100未知百科鱼

火星大气层中碳元素神秘消失之谜困扰了科学家许多年,目前最新一项研究获得了新的答案,火星曾拥有像地球一样浓密的大气层,但是经历数十亿年碳元素逐渐被太阳风剥离,大气层变得非常稀薄。

最新研究显示,火星大气层中的碳元素并非沉积锁定在表面岩石,而是被太阳风剥离,这一过程被称为“紫外线光解”。紫外线分解二氧化碳成为单个的碳和氧原子,其它一些原子在太空环境中损耗。

现今火星大气层密度仅是地球大气层的0.6%,从而导致火星成为一颗寒冷干燥、不适宜生命存活的星球。科学家认为,远古时期火星大气层密度接近于地球,但是几十亿年之后火星大气层二氧化碳气体大量消失,密度变得很低。

来自美国加州理工学院和美国宇航局喷气推进实验室的多学科研究小组对之前的理论进行分析,结果证实无法解释火星大气层稀薄现象,他们提出了一种新的解释——“紫外线光解”。

 

太阳紫外线剥离火星大气碳元素使其非常稀薄

 

最新研究显示,远古时期太阳紫外线剥离火星大气层中的碳元素,导致大量碳元素流失太空中,逐渐导致火星大气层异常稀薄。

美国宇航局喷气推进实验室宝芬妮-埃赫曼(Bethany Ehlmann)教授基于火星轨道卫星观测数据显示,火星大气层中碳元素并未沉积在表面岩石之中。她发现并没有足够的碳元素沉积在火星接近表面的岩石层中,38亿年前火星应当拥有浓密的大气层,碳含量较高。

美国加州理工学院胡雷宇(音译)博士分析了坠落至地球表面的火星陨石,能够分辨出火星大气层的特征。尤其是他测量了两种不同类型的碳元素:碳-12和碳-13同位素。

碳-13同位素较重,因为它包含一种额外的中子,因此它“沉积”在低层大气层。通过对比这远古时期锁定在岩石中碳元素比率,这些数据是由好奇号火星车测量获得,胡雷宇能够呈现出远古火星大气层是如何变化的。

他们发现较重的碳-13同位素含量较多,意味着多数碳-12同位素损耗。一种理论可解释碳元素被“溅射”,这一过程涉及到太阳风作用,但是这无法解释胡雷宇博士发现的碳元素差异性。

胡雷宇提出了一个新的解释理论——“紫外线光解”,来自太阳的紫外光线轰击上层大气二氧化碳分子,将其分离为一氧化碳和氧气。之后紫外线轰击一氧化碳,将其分离为碳和氧分子。一些碳原子能够从火星大气层逃逸,这项最新研究显示碳-12比碳-13同位素更多地逸出大气层。

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