作者:晋楠 来源: 中国科学报 发布时间:2021-9-22
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火星大小限制宜居性

 

艺术家绘制的火星  图片来源:Sean Garcia/华盛顿大学

水对地球上的生命来说必不可少,科学家已经发现大量证据,表明火星早期历史中存在水。但现在的火星表面并没有液态水。一项新研究提出了一个根本性原因:火星可能体积太小,无法保留大量的水。

9月20日发表在美国《国家科学院院刊》的一项研究认为,今天的火星看起来与“蓝色大理石”地球如此不同有一个根本原因。“火星的命运从一开始就注定了。”华盛顿大学艺术与科学学院地球与行星科学助理教授、该研究领衔作者王坤(音译)说,“岩石行星的体积,包括那些体积超过火星的岩石行星,可能有一个临界值以保持足够的水,从而支持其宜居性和板块构造。”

研究团队测量了之前确认的20块火星陨石的钾同位素组成,这些陨石代表了火星的块状硅酸盐组成。他们确定火星在形成过程中比地球损失了更多的钾和其他挥发物,但保留了比月球和灶神星更多的挥发物,后两个天体比地球和火星小得多,也干燥得多。

研究人员发现,行星大小和钾同位素组成之间存在明确的关联。“在火星等行星中,挥发性元素及其化合物的丰度远低于原始未分化的陨石,这是一个长期存在的问题。”该研究共同作者、华盛顿大学教授Katharina Lodders说,“这是一项新发现,对于不同的行星何时以及如何保留和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。”

“火星表面曾经有液态水,这是无可争议的,但仅通过遥感和漫游者机器人开展研究,很难量化火星上曾经有多少水。”王坤说,“有很多关于火星水分含量的模型。早期火星的一些地区甚至比地球还要潮湿。我们认为情况并非如此。”

研究人员指出,这一发现对寻找火星以外的其他行星上的生命具有启示意义。离太阳太近(或者距离其恒星太近的系外行星)会影响行星体能够保留的挥发物数量。这种距离测量经常被纳入恒星周围“宜居带”的指数中。

王坤认为,对于位于宜居带内的行星来说,人们在考虑一颗系外行星能否孕育生命时,应该强调行星的大小,并纳入常规考虑。(晋楠)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2101155118

《中国科学报》 (2021-09-22 第2版 国际)
 
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