第一张火星风图显示了比地球更稳定的气候

时间:2019-12-31 20:16 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

第一张火星风图显示了比地球更稳定的气候

很难想象寒冷、多尘、荒凉的火星曾经看起来有多么不同。大约40亿年前,厚厚的大气层被认为保护了它的表面不受有害辐射的影响,使水能够在它的表面流动——它甚至可能有生命。

今天,情况非常不同。这颗红色星球的大气层比地球稀薄100倍,由95%的二氧化碳组成。听起来可能有些刺耳,但根据最新数据,火星的气候可能比地球的稳定得多。

火星大气的变化是个谜,多年来一直困扰着行星科学家。现在,一份绘制出风吹过火星表面的新地图可能会揭示火星大气是如何以及何时消失的线索。

利用美国宇航局的火星大气和挥发性进化航天器收集的数据,科学家们绘制出了第一张测量火星上层大气全球环流的地图。这幅地图提供了一个前所未有的与地球大气的比较——这可能会导致科学家改变目前火星的气候模型。

本周发表在《科学》杂志上的一项研究详细描述了这幅地图。

映射火星

MAVEN于2013年11月发射,围绕火星轨道运行并研究其大气。2015年6月,科学使命又延长了两年。

绘制火星风图不在MAVEN任务的最初议程上。美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的行星科学家、这项研究的主要作者迈赫迪·本纳(Mehdi Benna)有一个想法,即以不同的方式操作航天器的平台,以收集必要的数据。

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“我们提出了一个想法,如果我们以不同的方式运营这个平台,我们可能会做一些不同的事情,”Benna告诉reverse。

航天器背后的硬件团队研究了这种可能性,并在2016年春天决定它是可行的。地图上使用的测量数据是在接下来的两年里收集的。

“最酷的事情是,这个任务从来没有被设计成这样,”Benna说。

在环绕火星的轨道上,MAVEN飞船俯冲到火星表面以上140-200公里的高空大气中,测量风速。

这些数据揭示了与地球大气层的有趣对比。根据这项研究,火星上的全球环流比地球上的要简单得多,而且在整个火星年及其季节中相对稳定。

Benna说,这是因为那些使地球大气更加复杂并导致其变化的东西——比如海洋和大陆——在这颗红色星球上消失了。

研究小组注意到,风与这颗红色星球的地形相呼应。火星有一个令人印象深刻的地形,可以与地球的地形相媲美。它拥有太阳系中最高的山——奥林匹斯山,高达16英里(约26公里)。火星的Valles Marineris峡谷系统比大峡谷深四倍,而Hellas Planitia撞击盆地是火星上最大的陨石坑,直径1400英里。

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“这实际上相当令人吃惊,”Benna说。“当我们在地面上飞行时,风会根据下面的山脉改变方向。”

火星的地形如何在风中形成图案

研究表明,由于火星上的重力波在低海拔地区产生,并通过火星地形的不同特征产生涟漪,所以火星的地形特征能够达到高海拔。这些波浪高达数百公里,扰乱了地球上层大气的风向。

Benna把它比作在一个水族馆的底部吹泡泡,看着它们浮到顶部直到浮到水面,然后打翻了一只漂浮在水面上的小船。

虽然MAVEN不是一个成像任务,飞船上也没有任何相机,但它的模式使科学家能够可视化火星的地形。“我们通过这些引力波来感知山脉的存在,这些引力波基本上反映了地形,”Benna说。“我们可以看到表面,但我们看到它的方式不同。”

测量风可能不能直接揭示火星是如何失去大气的,但是这些信息对于能够回答这个问题的模型来说是至关重要的。

“现在我们有了这些数据,我们可以调整我们的模型,”Benna说。“我们可以做出更准确的预测。”

创造一个更好的火星古代气候模型也将帮助科学家确定火星上是否曾经存在生命——那时火星上的大气更厚,表面可能有水。

“要了解更适合居住的行星的可能性,你必须了解火星是如何失去大气的,”Benna说。“这都与它过去的气候有关。”

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