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揭秘恐怖的火星「魔鬼塵暴」(圖)

2012-09-15 18:21 桌面版 简体 0
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美國宇航局的「火星勘測軌道飛行器」於2012年3月14日拍攝到的一個塵卷風(圖/搜狐科學)

長久以來,火星大氣中甲烷的來源一直困擾著科學家。在火星大氣層中,科學家觀測到存在短暫的數量驚人的甲烷氣體,有時呈現出相當大的羽狀物形態。近期墨西哥的一組科研人員得出一個不同於以往的、出人意料的結論:甲烷的來源是沙塵暴與塵卷風(魔鬼旋風)。

這個研究團隊在刊登在《地球物理研究通訊》中的一篇文章中指出:基於冰層表面的靜電放電效應,我們提出了一個新的甲烷生成機制,由帶電的塵卷風及沙塵暴引起的放電效應,將CO2氣體及水分子離子化,它們的副產物再結合生成甲烷。

在實驗室模擬中,研究人員展示了在火星大氣環境中,在冰樣品上的脈衝放電,每焦耳能量能生成1.41*10^16個甲烷分子。放電作用的實驗結果與紫外激光輻射產生的光解進行了對比,結果顯示兩種方法都能生成甲烷,但光解的效率僅是放電作用的三分之一。

科學家同樣也沒有排除甲烷可能通過其它途徑產生,但是塵卷風及沙塵暴的快速產生意味著它們也能快速生成甲烷。文章中寫道:「這一生成甲烷的機制最大的優勢是它能快速生成,因此能夠解釋羽狀物產生的原因」。

科學家於1999年在火星大氣層中最先觀察到甲烷的存在。但一直到2009年,科學家通過地球上的望遠鏡對火星的大氣研究了幾個火星年之後才宣布:在古代有冰和流動水存在的地方,他們發現了三個釋放甲烷的區域。

他們觀測到並繪製出了火星上多處釋放甲烷的區域,其中一處釋放出了19000噸甲烷。當溫暖的春夏季節,甲烷流會噴射出來,這也是塵卷風生成的季節。

火星上的甲烷僅存在於火星大氣層中幾百年的時間,這意味著它不斷的能被補給更新,這會使很多人認為它或是由火星生命產生的。

美國宇航局戈達德飛行控制中心的邁克爾穆馬(MichaelMumma)博士說:「在火星大氣層中,甲烷可以通過多種方式很快的被破壞,這也意味著同時有反應過程在生成它。在北方仲夏,甲烷釋放的速度與弗羅裡達州聖巴巴拉煤油點滲漏場的碳氫化合物釋放的速率相同。」

2009年的研究指出,甲烷是由火星內部釋放出來,或許是從凍土阻塞裂縫中蒸發出來,釋放到火星大氣中,但不知道甲烷是如何產生的。如果是從內部釋放出來的,那它應該是由例如蛇紋岩化的地質過程(一個簡單的水石反應),或是通過微生物代謝過程產生。但如果塵卷風與沙塵暴也能生成甲烷,那麼這個謎團將變得非常平庸了。

甲烷在火星大氣中的濃度僅有千萬分之一到千萬分之五(體積比),因此甲烷在火星大氣成分中是微量的。甲烷濃度的劇烈變化確實還很難解釋,這要寄希望於該研究團隊在接下來的火星多沙塵暴和塵卷風的季節中進行的深入研究。


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