科羅拉多大學博爾德分校的布魯斯·雅科斯基(Bruce Jakosky)最近做了一件很"會計"的事——他給火星的水算了一筆總賬。結果算完之后,發(fā)現賬對不上。
這事得從火星的過去說起。行星科學家有個基本共識:火星曾經擁有液態(tài)水和富含水的大氣層,跟現在這副干燥荒涼的模樣完全不同。那段有水的時期大約在45億到37億年前,被稱為諾亞紀(Noachian Period)。按照目前最靠譜的估算,如果當時火星表面的水全部匯聚起來,能形成一片覆蓋全球的海洋,深度在150到250米之間。
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但雅科斯基和同事把火星上所有可能讓水消失的過程加起來——蒸發(fā)到太空、凍結成冰、鎖進礦物里——總共也就幾十米的水量。而現在火星表面附近的水,主要以冰和水合礦物的形式存在,折合成全球海洋大概只有30米深。
"你怎么從150米出發(fā),減去幾十米,最后得到30米?這賬算不通,"雅科斯基在3月20日于得克薩斯州舉行的月球與行星科學會議(LPSC)上說,"顯然我們對某些環(huán)節(jié)的理解有缺失。"
就算把水來源的估算往低了取、把水流失的估算往高了取,這個差距依然存在,無法完全抹平。
那么水去哪了?雅科斯基列舉了幾種可能:也許諾亞紀結束后,蒸發(fā)到太空的水遠比我們想象的多;也許還有未被發(fā)現的冰層藏著大量水分;也許我們對冰蓋與大氣之間的相互作用理解有誤;又或者,某些水源之間存在意想不到的關聯,導致我們重復計算了。最可能的情況是這些因素的某種組合,再加上一些尚未想到的機制。
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這種巨大的不確定性本身并不令人意外——"我們尚未完全理解火星的水歷史"這句話在科學界并無爭議。在同一場會議上,華盛頓大學圣路易斯分校的埃里克·希亞特(Eric Hiatt)提出了另一種思路:火星表面的水可能并非持續(xù)存在,而是經歷了短暫的降雨期與干旱期交替。
"這表明火星的水循環(huán)與地球完全不同,也可能與我們基于地球經驗建立的類比模型有本質區(qū)別,"希亞特在報告中說。他的研究暗示,火星表面那些曾被解讀為長期流水侵蝕形成的溝壑,或許需要重新理解。
這場關于火星水分的"審計"揭示了一個更深層的問題:當我們用地球的經驗去套另一顆行星時,那些看似合理的假設可能正在誤導我們。火星的水之謎,本質上是我們對"行星如何保持水分"這一基本問題理解不足的縮影。
而雅科斯基的賬本,只是讓這種不足變得格外清晰而已。
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