新研究揭示火星大氣層「破洞漏水」

一個國際合作組最新分析認為，火星大氣層每兩個地球年的時間會開啟一扇「窗戶」，使得火星上有限的水資源一部份逃逸到太空，一部份被「遷移」到火星的兩極。

科學家觀察發現，火星大氣層高空存在水蒸氣，並被移動到兩極上空落到極地區域。也就是說，科學家認為火星上也存在水資源的某種循環方式，但不明白其運作模式，也不明白為甚麼火星會變成現在乾涸的樣子。這份由俄羅斯和德國科學家共同完成的研究，首次提出了一個較為全面的理論。

火星高空存在的水氣讓科學家們感到困惑的原因是——因為火星大氣層的中間層氣溫非常低，讓水氣無法存在，將徹底截斷任何水資源的循環。那麼水蒸氣如何穿過中間層跑到高空中去呢？

研究者們通過電腦模擬火星大氣的情況，找到火星大氣層的兩個特徵。

在地球上北半球和南半球的夏天很類似，沒有甚麼不同。但在火星上不是這樣的。火星公轉的軌道不如地球的軌道規則，火星南半球夏季的時候與太陽的距離很近，因此火星南半球的夏季比北半球夏季熱得多。按照地球的時間，火星南半球夏季每兩年一次。

研究者們分析說，每當火星南半球夏季到來之時，離火星地面60～90公里處，也就是火星南半球大氣層的中間層足夠「溫暖」，讓水氣通過抵達大氣層高層。而其它時間，冰冷的大氣層將徹底阻斷火星的任何水資源循環。因此研究者稱猶如火星大氣的中間層每兩個地球年開啟一個讓水氣通過抵達高空的「窗戶」。

研究者們發現的另一個特徵是，火星上經常性發生的大規模沙塵暴，有利於冰粒附著於塵埃分子漂浮到高層大氣中。他們的模擬系統顯示，火星上大規模沙塵暴發生時，陽光被擋住，但是卻讓火星大氣層升溫，構成有利於水資源循環的條件。

這份研究顯示，火星上沙塵暴時期比南半球夏季促進了更多水資源的移動。

研究者們發現，水氣抵達火星高空後有兩種去向：一些水資源向兩極上空移動，最終落回兩極地面；另一些水分子在高空紫外線的作用下被分解為氫氣和氧氣，氫氣逃逸到太空中，留下氧氣。

這份研究上個月發表在《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）上。◇

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