此刻的NASA毅力號(hào)火星車，正在火星表面尋找水的痕跡。不過(guò)，地球上的科學(xué)家們卻已經(jīng)取得了重大突破：如果想找火星上的水，不如去火星的地下找一找吧。
今天的地球，是太陽(yáng)系唯一擁有生命的星球，也是最宜居的天體。但是，情況并不一直是這樣。在數(shù)十億年前，至少有一顆星球比地球更宜居，那就是火星。
別看今天的火星十分荒涼，了無(wú)生機(jī)。在太陽(yáng)系的早期，它不僅擁有濃厚的大氣層，而且表面流淌著大量的液態(tài)水，形成了江河湖海，蔚為壯觀，比今天的地球更加漂亮。如今，滄海桑田，地球成為了生命的家園，火星卻成了煉獄。如果不是有先進(jìn)的科技，恐怕誰(shuí)都不會(huì)知道這顆紅色的行星上曾經(jīng)有那么舒適的環(huán)境。
此刻，NASA的毅力號(hào)火星車就在火星表面游蕩，它所在的位置就是耶澤洛隕石坑?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，這片跨幅45公里的盆地，極有可能是火星遠(yuǎn)古湖泊沖擊而成的三角洲。直到今天，我們依然可以看到入水口和出水口的典型地貌，這就是有力的證據(jù)。直到35億年前的時(shí)候，這里還是一處寧?kù)o而又美麗的湖泊。
這還只是冰山一角，根據(jù)科學(xué)家的估算，當(dāng)時(shí)火星表面的水資源，甚至足以覆蓋整個(gè)火星表面，并且達(dá)到100-1500米的深度。
然而，今天的火星表面，比地球上的撒哈拉沙漠還要干燥，是一個(gè)徹徹底底的死寂世界。
科學(xué)家們認(rèn)為，火星之所以從天堂變成了地獄，主要原因在于它沒(méi)有磁場(chǎng)。在地球上，生物之所以能夠不被太陽(yáng)的輻射傷害，就在于地磁場(chǎng)的保護(hù)。而火星沒(méi)有磁場(chǎng)，別說(shuō)生物，它甚至連自己的大氣層都保護(hù)不了。隨著太陽(yáng)釋放出來(lái)的高能等離子體不斷撞擊在火星上，火星大氣中的氣體逐漸被它們撞到宇宙空間，于是火星就只剩下今天這個(gè)稀薄的大氣層。
在這個(gè)過(guò)程中，空氣中的水蒸氣就這樣逃逸到了宇宙空間，然后地表水更容易蒸發(fā)或者升華，再進(jìn)入到太空中，這就導(dǎo)致今天只有極少的水以冰的形式殘留在火星的極蓋中。
但是，最近的一項(xiàng)研究告訴我們：遠(yuǎn)古火星上的水并不一定真的逃逸到宇宙中去了，它們很有可能仍然藏在火星上，但不是火星表面，而是深藏于火星的地下。
Eva L. Scheller是加州理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)專業(yè)的研究生，在一項(xiàng)由NASA資助的研究項(xiàng)目中，她和她的團(tuán)隊(duì)取得了這個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)，并在《科學(xué)》雜志上介紹了這項(xiàng)成就。
Scheller介紹說(shuō)：“我們的研究表明：地殼中有我們所說(shuō)的水合礦物質(zhì)形成，因此，這些礦物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中其實(shí)是含有水分的?！?/span>
這不是最驚人的，更加令人震驚的是，他們的模型告訴我們：雖然的確有一部分水逃逸到了太空中，但以這種方式損失的水量遠(yuǎn)沒(méi)有想象的那么多。反而是火星地殼中所含的水分超出了人們的想象，至少當(dāng)初火星表面30%的水都保留在這里，最多甚至可能保存了當(dāng)初99%的水分！
換句話說(shuō)，導(dǎo)致火星表面環(huán)境看起來(lái)極其干旱的罪魁禍?zhǔn)?，可能并不是太?yáng)風(fēng)，而是火星自己。
當(dāng)然，科學(xué)研究不能靠空口白牙，他們得出這個(gè)結(jié)論的基礎(chǔ)，來(lái)自于水分子中的組成元素之一——氫。
通常我們提到的氫原子，都是由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成的。但是，氫元素包含著三種不同的同位素，剛才提到的叫做氕，除此之外還有氘和氚兩種。其中，氘的原子核包含一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，氚則還要多一個(gè)中子。這兩種同位素含量都非常少，以氘為例，只占了氫元素總量的0.02%左右。
由于多含一個(gè)中子，因此氘的重量要比普通的氫原子更重一些，因此又被稱為重氫。就像胖子比瘦子更不怕風(fēng)吹走一樣，在火星大氣中的水分子中，包含了氘的重水也相對(duì)更不容易被吹走。
研究人員通過(guò)火星上氘和氕的含量比例，可以推測(cè)出火星上水的逃逸速度。當(dāng)他們將這個(gè)數(shù)據(jù)和火星探測(cè)器觀測(cè)到的氫逃逸速度相比，發(fā)現(xiàn)二者并不一致！這意味著，火星上氘和氕的比例，決不能僅僅用大氣大逃逸來(lái)解釋。
因此，研究人員提出：除了隨著大氣層一起流失的部分之外，還有一部分水被火星的地殼所捕獲。雖然你可能覺(jué)得奇怪，因?yàn)樗褪^產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)是不太可能的事，但是在漫長(zhǎng)的歲月里和行星的氣候變遷下，二者的確會(huì)相互結(jié)合，巖石的成分會(huì)獲得結(jié)晶水。
這種現(xiàn)象叫做化學(xué)風(fēng)化，在地球上經(jīng)常發(fā)生，火星亦然。
但不同之處在于，地球是有板塊構(gòu)造的，因此進(jìn)入到地殼中的水可以通過(guò)火山的噴發(fā)而重新回到地表?；鹦蔷筒灰粯恿耍膬?nèi)部沒(méi)有地球這樣的板塊構(gòu)造，是一片死寂的世界，因此這里的水再也沒(méi)有回到火星表面的渠道了。
研究團(tuán)隊(duì)利用模擬發(fā)現(xiàn)，在距今40億到37億年前，火星表面的大部分水就流失了。到了距今30億年前的時(shí)候，火星“差不多就和我們今天所看到的一樣了”。
當(dāng)然，這次研究也不能說(shuō)就蓋棺定論了，它給NASA的毅力號(hào)火星車提供了一個(gè)研究的方向，可以幫助該項(xiàng)目的科學(xué)家們進(jìn)行定向的研究。她自己也表示，能為毅力號(hào)火星車指出可能的研究方向，對(duì)她來(lái)說(shuō)十分振奮。她說(shuō)：“事實(shí)上，毅力號(hào)火星車將要探索的，恰恰就是將水封存在地殼里的過(guò)程和反應(yīng)?！?/span>
因此，論文的發(fā)布絕不是一個(gè)結(jié)束，而是另一個(gè)開(kāi)始。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始模擬可能出現(xiàn)的各種結(jié)果，并準(zhǔn)備與毅力號(hào)未來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出模擬中的問(wèn)題，確認(rèn)其中正確的部分。在這個(gè)過(guò)程中，我們距離事實(shí)的真相也將越來(lái)越近。
火星為何從生命的天堂變成了不毛之地，它到底經(jīng)歷了什么，一直是科學(xué)家們非常好奇的問(wèn)題。隨著科學(xué)家們的不斷探索，我們終將會(huì)還原歷史，見(jiàn)證火星在幾十億年時(shí)間里所經(jīng)歷的 歲月變遷。
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