火星沙塵暴讓星球更干燥

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翻譯：王婧彧

校對：申振宇 劉海牧

審閱：李宜驊

美編：毫秒

后臺(tái)：李子琦

火星沙塵暴讓星球更干燥

2024年由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的火星合成圖像。紫外光下可見的稀薄水冰云層，使這顆紅色星球呈現(xiàn)出冰冷的外觀。寒冷的北極極冠冰蓋正經(jīng)歷火星春季的開始。

圖片來源：NASA、ESA、STScI

如今我們看到的火星是一片干旱而惡劣的沙漠，但這與其表面揭示的歷史形成了鮮明對比。河道、受水作用改變的礦物，以及其他地質(zhì)痕跡表明，這顆紅色星球在早期曾是一個(gè)更加潮濕、更加活躍的世界。這種富水環(huán)境消失的原因，仍是行星科學(xué)的一大挑戰(zhàn)。盡管我們已知若干過程可以解釋部分水的流失，但大量火星水的最終去向依然成謎。

一項(xiàng)由國際研究團(tuán)隊(duì)開展的新研究于2026年2月2日發(fā)表在《Communications Earth & Environment》上，使我們在解開這一謎題方面邁出了重要一步。研究人員首次證明：一種異常、強(qiáng)烈但局地性的沙塵暴，能夠在北半球夏季驅(qū)動(dòng)水向火星大氣高層輸送——而過去人們認(rèn)為在這一階段該過程并不重要。

“這些發(fā)現(xiàn)揭示了這種類型風(fēng)暴對行星氣候演化的影響，并為理解火星如何隨時(shí)間流失大量水開辟了一條新路徑?！毖芯抗餐谝蛔髡咧?、來自安達(dá)盧西亞天體物理研究所（IAA-CSIC）的研究員阿德里安·布里內(nèi)斯（Adrián Brines）表示；另一位共同第一作者為青木翔平（Shohei Aoki），他來自東京大學(xué)前沿科學(xué)研究生院及東北大學(xué)理學(xué)研究生院。

盡管沙塵暴長期以來被認(rèn)為對火星水的逃逸至關(guān)重要，但過去的討論主要集中在覆蓋整個(gè)行星的全球性沙塵事件上。相比之下，這項(xiàng)研究表明，更小尺度的區(qū)域性風(fēng)暴同樣可以顯著增強(qiáng)水向高層大氣的輸送，而在高層大氣處，水更容易流失到太空中。此外，先前研究多聚焦于南半球溫暖而劇烈的夏季風(fēng)暴活動(dòng)，因?yàn)槟峭ǔＪ腔鹦撬魇ё钪饕臅r(shí)期。

火星勘測軌道飛行器（MRO）上的MARCI相機(jī)每日拍攝的全球地圖圖像，記錄了在西北部西爾提斯大區(qū)（Syrtis Major）出現(xiàn)的一場罕見區(qū)域性沙塵暴的初始發(fā)展過程：左圖為2023年8月21日（太陽經(jīng)度Ls = 107.6°），右圖為2023年8月22日（Ls = 108.0°），其范圍擴(kuò)大至1.2 × 10? km2。

圖片來源：Communications Earth & Environment（2026）。DOI：10.1038/s43247-025-03157-5

該研究在火星年第37年（地球時(shí)間2022—2023年）北半球夏季期間，探測到火星中層大氣中的水汽出現(xiàn)異常增加，原因是一場異常沙塵暴。在這些高度上，水的含量最高可達(dá)平時(shí)的10倍，這一現(xiàn)象在以往火星年中未曾觀察到，也未被現(xiàn)有氣候模型預(yù)測。

不久之后，在外逸層頂（大氣與太空相接的區(qū)域）中，氫的含量在同一季節(jié)顯著升高，達(dá)到此前年份的2.5倍。理解火星究竟流失了多少水的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是測量有多少氫逃逸進(jìn)入太空，因?yàn)樗诖髿庵蟹纸鈺r(shí)會(huì)很容易釋放出這種元素。

青木總結(jié)道：“這些結(jié)果為我們尚不完整的拼圖增添了一塊至關(guān)重要的新碎片，解釋了火星在數(shù)十億年間如何持續(xù)失去水，并表明短暫但強(qiáng)烈的事件也可能在這顆紅色星球的氣候演化中發(fā)揮重要作用。”

責(zé)任編輯：周英杰

牧夫新媒體編輯部

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火星沙塵暴藝術(shù)想象圖

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

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