華文網

科學研究解密火星之死,“發育不良”扼殺“第二個地球”

種種機緣巧合,孕育出地球上如此絢爛多彩的生命

火星,這顆奇異的橘紅色星球,因為擁有與地球相似的環境,一直以來都是人類太空探索的焦點,也是我們未來星際移民的首選目的地。

火星

2015年,“好奇號”火星探測器首次在火星上發現季節性液態水存在的痕跡。最近有科學家推測35億年前的遠古火星和地球類似,存在浩渺的海洋,最多時甚至占火星表面積的87%,相比之下,今天的地球的海洋面積也僅有71%。

好奇號火星探測器

原始火星海洋和地球一樣,很可能孕育了簡單的原始生命形式,甚至有希望進化出更複雜的生命體,成為“第二個地球”。

那麼為什麼曾和地球處於同一起跑線上的火星,在漫長的演化之後,成為一片紅色的荒蕪之地?

現代和遠古火星對比

哈佛大學地球科學系的韋德博士用“好奇號”火星探測器傳回的資料,通過模型推演,揭開了火星海洋消失之謎。

這一切都和火星的“發育不良”有關。

火星和地球緊緊相鄰,幾乎同時形成,按理說應該和地球大小相仿,但實際上火星體積只有地球的一半,而品質更是僅有地球的十分之一。

和地球、金星相比,火星就像一個營養不良的小弟弟。

金星、地球和火星對比

原來在46億年前,當太陽系大家庭開始形成時,各行星的軌道發生劇烈變化,“老大哥”木星的軌道逐漸向太陽靠近,一路上清空大量太陽系的原始物質,使火星在形成過程中無法獲得足夠的營養,最終變成一個小品質行星。

因為較小的體積和較弱的引力,大量鐵元素在構成火星內核時,

擴散到星幔中。相比之下,地球的大多數鐵元素在地球形成初期都沉到了地核中。

早期太陽系

韋德博士表示,“火星星幔中的鐵含量比地球地幔中的鐵含量更高,因此也更容易和水發生反應。”

研究者分析兩個星球的星幔溫度、壓力和早期岩石成分,

用模型推演隨著時間推移,從兩個星球表面吸走的水分差異。

研究表明,火星表面火山噴發形成的玄武岩水吸收率比地球岩石高25%。火星原始海洋的水分和火山熔岩反應,形成類似“海綿”的多孔岩石,將大量的水吸收到星幔中,最終導致火星表面變得異常乾燥,將一切可能產生的複雜生命形式扼殺在繈褓中。

覆蓋火星表面的玄武岩礦物質

相比之下,地球的板塊構造有效防止海平面發生劇烈變化,為生命演化提供了至關重要的溫床。

另外,地球生命形成和演化的另一個重要前提是岩石中的鹵素含量必須維持在一定水準,多一點少一點都有致命影響。相比地球岩石,隕石中的鹵素含量明顯偏高。

韋德博士總結說,“太陽系內行星的成分十分相似,僅有微小差異,但足以造成行星面貌的天壤之別。”

該研究發表於今天的《自然》期刊。

覆蓋火星表面的玄武岩礦物質

相比之下,地球的板塊構造有效防止海平面發生劇烈變化,為生命演化提供了至關重要的溫床。

另外,地球生命形成和演化的另一個重要前提是岩石中的鹵素含量必須維持在一定水準,多一點少一點都有致命影響。相比地球岩石,隕石中的鹵素含量明顯偏高。

韋德博士總結說,“太陽系內行星的成分十分相似,僅有微小差異,但足以造成行星面貌的天壤之別。”

該研究發表於今天的《自然》期刊。