为了能够让大气中的氢气含量增高,当时的火星需要存在板块运动造成的火山活动。虽然研究人员确信有证据表明在火星早期存在一定的板块构造,但这一理论目前仍然有争议。研究小组将寻找更多证据支持他们的气候模型,但不依赖于板块构造理论。一种可能性是氢的逃逸速率比目前预测的要慢很多。
▲火星阿瑞斯谷附近,早期洪水冲蚀留下的岛屿痕迹,火星奥德赛探测器拍摄。
卡斯廷表示,一个竞争性的假说,称之为“碰撞假说”,主张当时有大规模的小行星撞击轰炸造成了火星表面临时性的增温,产生了含有大量水汽的大气环境,这些水汽凝结产生降雨,在火星表面冲蚀形成今天的峡谷。然而,这样的总降水量只有约50万毫米,而形成科罗拉多大峡谷的总降水量达到10亿毫米。
仍在火星工作的好奇号火星车发回的数据表明,好奇号所在的盖尔陨石坑目前仍有液态水存在。巴塔利亚称,进一步的证据显示水在火星表面存在了数千万年,这支持火星早期拥有一个较为温暖的气候,并把“碰撞假说”排除在外。
“尽管好奇号不能直接证明我们“高氢气含量的大气”假说,但是火星早期持续了数百万年时间的温暖气候,这直接指向了当时火星大气拥有较高氢气含量。除此之外,我们没有找到更合理的假说解释当时火星的温暖气候,其他的温室机制在我们的模型里都失败了。”巴塔利亚说。
同时在这个项目上工作的还有宇航局的空间科学家高德曼(Shawn Domagal-Goldman),宾夕法尼亚州立大学地球科学博士,现任康奈尔大学副研究员的拉美西斯·拉米雷斯(Ramses Ramirez)。
美国国家科学基金会,宇航局宇宙与天体生物学项目,西蒙基金会与卡尔·萨根研究所支持了这项工作。
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