当火星离太阳更近时漏的更快
ByMars
火星已经向太空丧失了足够的水不能形成一个高达数百公里深的全球海洋。
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哈勃望远镜帮助揭示了火星正在多快失去水。
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Mars
火星已经向太空丧失了足够的水不能形成一个高达数百公里深的全球海洋。
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哈勃望远镜帮助揭示了火星正在多快失去水。
哈勃太空望远镜和美国宇航局的火星大气层和挥发性演化（MAVEN）使命之间的一项联合研究已经表明了季节变化能对火星多快向太空失去它的水有急剧的影响。
30多亿年前，火星是温暖和湿润的，在它的表面上有大水体和一个更厚的大气层。然而，今天火星是荒凉的、寒冷的和干燥的。如此对所有这些水发生了什么？
波士顿大学的约翰·克拉克在一份声明中说，“有水只能流向的两个地方。它能冻结进地下，或者水分子能分解成原子而原子能从大气层的顶部逃进太空” 。
在火星上仍有许多的水。巨大的水库出现被锁起在地下11.5至20公里（7.1至12.4英里）深处。在火星内部有足够的相等于一个1到2公里（0.62到1.24英里）之间的全球层的水（全球等价层（GEL）本质上指它将创造一个覆盖整个星球多深的海洋）。
火星大气层和挥发性演化使命于2014年抵达火星，它的任务是测量这种氢逃逸。
在这些哈勃太空望远镜的这颗红色星球的图像中，火星的大气层的厚度和它的在近日点到远日点上的水丧失的比较。
因为氘是氢的一种重的形式，不是如此容易逃离火星的大气层，这意味着在火星大气层中氘对氢的比例（D/H）是关键，有相对随着时间随它更快丧失氢氘相对氢丰度的增加。因为地球和火星被假定从同一来源获得水，30亿至40亿年前火星上水的原始D/H比应该一直与它在今天地球上的的相同。今天火星上的D/H比大约是在比地球上更大8到10倍之间的某处。在测量中有一定的模糊性，但通过将原始火星的水比率与今天的比率比较，同时纳入氢和氘向太空的丧失率，向后推断并计算火星可能在它的历史上丧失了多少水是可能的。
基于火星大气层和挥发性演化使命之前的观测，火星已经向太空丧失足够的水来形成一个数十至数百米深之间的全球等价层。与最近发现被埋在火星内部的大量水结合，这意味着这颗红色星球在它的遥远的过去是富水的。
然而，火星大气层和挥发性演化使命在哈勃太空望远镜的帮助下现在已经发现了一些对火星的丧失水的故事意想不到的复杂性。这些仪器已经一起表明了氢的丧失率是季节性的，在近日点的逃逸率大增加，近日点是火星围绕太阳轨道中最近的点。这与一个被季节性加热造成的水汽进入中层大气层的强烈上升相巧合。当在近日点时，火星的南半球倾斜朝向太阳，这颗红色星球被它的年度的沙尘暴季节吞没；空气中的尘埃能贡献到大气加热和水蒸气含量。
在近日点，火星大气层和挥发性演化使命测量到在高层大气层中氘和氢的密度分别的比在远日点更高约5倍和20倍，远日点是火星在它的椭圆（细长而非圆形）轨道中距离太阳最远的点。在远日点，氘丧失是如此微弱以至于火星大气层和挥发性演化使命甚至不足够灵敏来检测到它。这就是哈勃太空望远镜必须进来的地方，填补这些空白。观测还表明了对氘和氢在近日点逃逸率分别比在远日点更高10到100倍。真的，氘和氢正在近日点如此快的逃逸以至于唯一限制它们的东西是在大气层中可利用的水蒸气的量。
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克拉克说，“近年来，科学家们已经发现火星有一个比10年或15年前人们期望的远更动态的年周期。整个大气层是非常动荡的，在短的时间尺度上加热起来并冷却下来，甚至到几个小时。随在火星上太阳的亮度在一个火星年的进程上变化40%大气层扩张和收缩” 。
当解释氘损失时这确实设立一个难题，氘损失出现比纯粹的从普通热逃逸预期的更大，其中一个氘原子是足够温暖来有需要跳进太空的能量。为增加氘的丧失率以便它与在火星上观测到的D/H比匹配，需要从某个地方向大气层中注入额外的能量。这可能来自太阳风上的质子进入大气层并与氘原子碰撞，或者来自太阳紫外线能给氘一个额外的一踢的化学反应。
该发现于7月26日发表在《科学进展》杂志上。