好奇號發現古代火星二氧化碳不足難以解凍水冰

好奇號發現岩石中檢查碳酸鹽遠遠低於預期
美國太空總署公佈好奇號火星車採集最新的數據分析,大約三十五億年前,火星上的二氧化碳稀少,不足以提供足夠的溫室效應來解凍水冰。

在水中,二氧化碳與帶正電的離子如鎂和亞鐵會結合成碳酸鹽礦物。 好奇號在分析火星基岩樣本數據時卻發現,幾乎檢測不到碳酸鹽礦物,這說明,當三十五億年前湖泊存在時,火星大氣不太可能有二氧化碳。

好奇號上的化學和礦物學分析儀(Chemistry and Mineralogy X-ray powder diffraction and fluorescence instrument,簡稱 CheMin)主要研究者托馬斯·布里斯託(Thomas Bristow)發表文章指出,即使大氣中的二氧化碳比火星基岩中的礦物質數量高出一百倍,也難以得到液態水。

火星科學家認為古代火星是潮濕的,液態水流動並彙集在其表面,隨著太陽在漫長歷史中減少了1/3的熱度。氣候建模者努力生成讓火星表面足夠溫暖,並保持水不凍結的場景。得出一個主要的理論,較厚的二氧化碳層形成了溫室氣體,幫助古代火星表面保溫。

但是,好奇號自2011年降落在蓋爾(Gale)火山口後,就沒有在任何湖泊岩石採樣中檢測到確定的碳酸鹽。然而,布里斯託與同事分析計算了可能存在的二氧化碳最大量,與碳酸鹽缺乏的結論一致。

大氣層同位素比率等線索表明,火星曾經擁有比現在更密集的大氣層,含有分子氫的二氧化碳氣氛理論建模允許液體水在火星表面停留數百萬年,然而,如何產生並維持這種氣氛是有爭議的。

在過去二十年中,研究人員使用光譜儀在火星軌道上搜索由早期二氧化碳生成的碳酸鹽,結果發現遠遠低於預期。

布里斯託說,這是第一次在岩石中檢查碳酸鹽,結論同樣不容樂觀。美國太空總署火星氣候科學家羅拔·哈伯勒(Robert Haberle)說,這種分析符合許多理論研究,即火星表面即使在很久以前也不足以使水成為液體。

【圖:美國太空總署;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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