火星大量水沒有逃到太空，而是被困在地殼中

據(jù)外媒報(bào)道，新的科學(xué)結(jié)果表明，火星的大量水是被困在地殼中而不是逃到太空中。根據(jù)最新的地質(zhì)證據(jù)，數(shù)十億年前，大量的水流過火星并匯集成水池、湖泊和深海。NASA資助的一項(xiàng)新研究表明，火星上有大量的水（30%～99%）被困在了地殼中的礦物質(zhì)中，這無疑給現(xiàn)在的理論提出了挑戰(zhàn)。目前的理論是由于火星的低重力水逃到了太空中。

早期的火星被認(rèn)為有足夠的水覆蓋在一個(gè)約100～1500米深的海洋中，這個(gè)海洋的體積約相當(dāng)于地球上大西洋的一半。盡管不可否認(rèn)，其中一些水是通過大氣逸出從火星上消失的，但最新發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)論是，這無法解釋大部分水的流失。

“大氣逸出并不能完全解釋我們所掌握的關(guān)于火星上曾經(jīng)存在過多少水的數(shù)據(jù)，”加州理工學(xué)院博士候選人Eva Scheller說道。

研究團(tuán)隊(duì)通過利用NASA行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)（PDS）中存檔的豐富的跨任務(wù)數(shù)據(jù)整合了NASA火星探索計(jì)劃多個(gè)任務(wù)和隕石實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)。具體來說，該團(tuán)隊(duì)研究了這顆紅色行星上所有形式（蒸汽、液體和冰）的水的數(shù)量以及這顆行星目前大氣和地殼的化學(xué)成分——尤其是氘和氫的比例（D/H）。

雖然水是由氫和氧組成的，但并非所有的氫原子都是一樣的。絕大多數(shù)氫原子在原子核中只有一個(gè)質(zhì)子，而一小部分（約0.02%）是以氘的形式存在，即所謂的“重氫”，它則有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。重量較輕的氫比密度較大的氫更容易脫離行星的引力進(jìn)入太空。正因?yàn)槿绱耍活w行星的水通過上層大氣的流失將會(huì)在該行星大氣中的氘與氫的比例上留下一個(gè)明顯的跡象：將會(huì)有非常大量的氘被留下。

然而，僅僅通過大氣失去水不能解釋在火星大氣中觀測(cè)到的氘轉(zhuǎn)化為氫的信號(hào)和失去大量的水。相反，該研究提出了兩種機(jī)制的結(jié)合——在火星地殼的礦物質(zhì)中吸收水和在大氣中失去水——可以解釋在火星大氣中觀察到的氘轉(zhuǎn)化為氫的信號(hào)。

當(dāng)水跟巖石相互作用時(shí)，化學(xué)風(fēng)化形成黏土和其他含水礦物，它們的礦物結(jié)構(gòu)中則含有水。這個(gè)過程發(fā)生在地球上也發(fā)生在火星上。在地球上，舊地殼不斷地融化到地幔中并在板塊邊界處形成新的地殼，然后通過火山作用將水和其他分子循環(huán)回大氣中。然而，由于火星沒有構(gòu)造板塊，所以這顆星球表面的“干燥”一旦發(fā)生就會(huì)是永久性的。

NASA火星探索項(xiàng)目首席科學(xué)家Micheal Meyer說道：“我們自己星球上的水化物質(zhì)正在通過板塊構(gòu)造不斷循環(huán)。我們通過多個(gè)航天器的測(cè)量數(shù)據(jù)可以看到，火星不能循環(huán)，所以水現(xiàn)在被鎖在地殼中或消失在太空中。”

了解火星環(huán)境的演變，對(duì)于了解返回樣本的分析結(jié)果，以及了解巖態(tài)行星上的可居住性如何隨時(shí)間變化是非常重要的。