美媒讲述火星如何失去海洋

　　美国《科学日报》网站2月8日发表题为《火星如何失去海洋？》的文章，文章称，火星仍有一些悬而未决的大问题。全文摘编如下：
　　人们早就知道，火星曾经有过海洋，部分原因是它有一个类似于地球的保护性磁场。然而，这个磁场消失了。现在，新的研究或许终于能够解释其中的原因。研究人员重现了数十亿年前可能在火星核中出现的环境，结果发现，被认为存在其中的熔融金属的反应很可能导致了最后注定会消失的短暂磁场出现。
　　无论是科幻小说的缘故，还是因为你自己从地球上就能看到它这一事实，火星数百年来一直激发着人类的想象力。它是离我们最近的行星之一，各种无人太空探测器上的各种科学仪器都对它进行过研究，而且研究仍在继续。然而，尽管如此，关于火星仍有一些悬而未决的大问题这些问题的答案甚至可能会揭示我们自己遥远的过去和未来，因为地球、火星和我们邻近的所有行星都诞生于同样的宇宙物质。
　　一些有关火星的重大问题已经得到解答。例如，我们知道，火星的许多可见特征都证明，它曾经拥有海洋和保护性磁场。不过，有一个问题尤其引起了东京大学地球与行星科学系教授广濑圭的注意：火星周围肯定存在过一个磁场，那么它为什么会出现，存在为什么又这么短暂？
　　为了解答这一问题，由广濑实验室的博士研究生横尾俊平带领的一个研究小组探索了一种新方法，可以对在时间和空间上都距离我们如此遥远的东西进行试验。
　　地球磁场是由其核心中极其巨大的熔融金属对流推动的。其他星球上的磁场据信也是一样的原理，广濑说，尽管尚不清楚火星内部的构成，但陨石提供的证据显示，其中是富含硫的熔铁。此外，美国国家航空航天局‘洞察’号探测器在火星表面的测震数据表明，火星的内核比此前认为的更大、密度则更小。这些东西意味着那里存在氢等更轻的元素。有了这个细节，我们准备了我们认为构成其核心的铁合金，并用它们进行试验。
　　试验包括了钻石、激光和一个意想不到的结果。横尾制作了一个含有铁、硫和氢的物质样本FeSH，他和他的团队认为，火星的核心曾经就是由FeSH这种物质构成的。他们将样本放置在两颗钻石之间，在用红外线激光器加热的同时对其进行压缩。这是为了模拟火星核的估计温度和压力。利用X射线和电子束进行的样本观测使研究小组能够想象在压力下的熔化过程中发生了什么，甚至绘制出样本成分在那段时期是如何变化的地图。
　　我们非常惊讶地看到一种可以解释很多事的特殊反应。最初单一性的FeSH分裂成两种具有一定复杂程度的不同液体，此前在这种压力下还没有看到过这种情况，广濑说，其中一种铁液富含硫，另一种富含氢，这是解释火星周围磁场产生并最终消亡的关键。
　　氢含量高、硫含量低的液态铁密度较低，因此会浮在富含硫、氢含量低的高密度液态铁之上，从而形成对流。这些与地球上类似的对流会产生磁场，将氢维持在火星周围的大气中，从而使水能够以液态存在。然而，这种状态并没有持续下去。与地球内部极持久的对流不同的是，一旦这两种液体完全分离，就没有了驱动磁场的对流。当发生这种情况后，大气中的氢就被太阳风吹向宇宙中，使得水蒸气分解，并最终导致火星的海洋蒸发。而这一切可能都发生在大约40亿年前。
　　有了我们的试验结果，今后对火星的进一步测震研究将有望证实，火星核的确像我们预测的那样分不同的层。广濑说，如果真是这样，那将帮助我们分析出包括地球在内的岩石行星是如何形成的，并解释它们的构成。你可能会想，地球有一天是不是也会失去磁场，但别担心，这种情况至少在10亿年内是不会发生的。