原本有机会成为第二个地球,但火星却死了,死因有争议

2021-05-14 15:24:16 老粥科普

如果你向天文学家打听火星的事儿,他多半会告诉你,那是一颗死了的行星。即便有一些偶然监测到的火星地震,那也顶多表示它还没完全死透,但决不会有回光返照,或者重获新生的可能。

一直都有人希望登上火星,去改造它,将其变成第二颗地球,成为人类新的殖民地。如果你读了本文,或许会改变看法。

火星死了

火星是距离地球第二近的行星,金星更近些。金星环境太恶劣,大气层稠密厚重并且有毒,它表面的温度能溶化铅,所以人类发射上去的探测器很快“阵亡”,我们对金星了解的并不多。

相比于金星炼狱一般的环境,火星显得友好许多。数十年来世界各国向火星发射了几十颗探测器,并且已经有好几个探测器成功在火星表面着陆,这也加深了我们对火星的了解。

火星是颗荒芜的星球,到处是嶙峋裸露的岩石、赤色的沙漠,霾把大气染成红色,使本就微弱的阳光更加无力。但种种迹象表明火星曾经拥有广阔的海洋、奔腾的河流,火星上曾经有水和丰富的氧气。有科学家甚至大胆地设想,火星曾经会不会是一个生命繁盛的伊甸园?

科学家设想火星以前的样子

今天的火星寒冷干燥,它的平均地表温度仅有-63℃,比地球南极最冷的时候还要冷;与火星地表相比,塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠简直就是温润的绿洲。

在地球的实验室里,如果你将一个容器抽走99.4%的空气,那会是很棒的真空。知道吗,这就是火星的大气压力。即使在如此稀薄的火星大气里有96%都是二氧化碳,氧气只占0.174%的体积。

你能想象脱掉加压宇航服站在火星表面的情景吗?你绝不只是不能呼吸,你的躯体会急剧膨胀,血液沸腾,血管像气球一样爆裂开来。要不了一分钟,人就彻底挂了。

即便是有宇航服的保护,我们也无法长时间暴露在火星表面。强烈的宇宙射线会破坏脆弱的细胞和神经系统,人最终因辐射病死去。为了确保安全,你需要躲进至少2.7米深的地下洞穴,像鼹鼠一样地生活。

人类为了保命,只能选择躲进火星洞穴里

如果一定要找出“凶手”,那么太阳和木星嫌疑最大。当然,火星自己太弱小,也是造成它死亡的重要原因。

火星不大,它的直径大约是地球的一半,密度也低,质量仅有地球的11%。

与小巧的身形相比,火星有一颗大到不相称的固体金属内核。火星直径大约是6780公里,其内核的直径就达3600公里,占比达53%。而地球的固体内核与直径比只有不到20%。

火星拥有巨大内核的一种解释是,在大约35~40亿年前,火星曾经遭遇过几次剧烈的碰撞。今天火星的地形印证了这种判断。由于木星引力的扰动,原本游荡于小行星带的一些巨大天体进入火星轨道并正面撞击它。强烈的撞击力将入侵者的金属内核塞进火星内部,同时剥离掉相当多表层物质。

火星史前大撞击

在遭受撞击之后,火星的地质活动变得更加活跃,强大的撞击能量加上炙热内核释放的热量穿过地幔,在火星地面制造出许多巨大火山。火山加热海洋令海水蒸发,硫和二氧化碳的释放使剩下的海水变得更酸。

频繁的火山喷发带来的另一个问题,就是火星内部的热量散失,这使得其内核过快冷却凝固。几亿年之间,火山停止喷发,磁场越来越弱,最后完全消失。

地球之所以保持了磁场,一个重要原因是在内地核与地幔之间还有一层由熔融铁水构成的外地核。正是由于这一层钢铁海洋的存在,内地核的热能在其中形成对流,并且内地核与地幔之间存在旋转的角速度差使地球产生了强大的磁场。

地球磁场因为内核相对运动而保持

失去磁场保护,火星赤裸裸地面对太阳风冲击。

太阳风是炽热太阳表面形成的带电粒子流,它主要由带正电的质子、α粒子和自由电子组成,随着太阳表面物质的喷发,太阳风以300公里/秒~750公里/秒的高速向外吹。由于太阳风带电,因此当它遭遇到磁场时会改变方向。地球正是因为有强大的磁场才保护了人类和万物的生存。

由于失去了磁场,太阳风可以毫无阻挡地扫荡火星的大气层。带电粒子撞击并分解大气中的水分子,将其变成氢原子和氧原子,氧与火山喷射出来的铁结合成为红色的氧化铁,而氢气和其它的气体分子则被太阳风吹离火星。二氧化碳相对比较重,又不容易被分解,因此有一部分二氧化碳气体得以幸存。

磁场保护地球大气,火星只能裸奔

三十五亿年前,火星曾拥有与当时地球类似的环境:有江河海洋,有大气,有磁场,甚至可能还有十分原始的生命形态。

与地球不同的是,火星太小了,它没有足够的引力来束缚大气层,并且它距离木星和破碎的小行星带太近。强大的天体撞击加热火星的内核,频发的火山运动又迅速带走其核心的热量,随着星核的凝固,磁场消失,火星一步步地走向死亡。

太阳风数十亿年间不停地分解火星地表的水分子,并将火星大气一点一点地吹向太空。正是太阳风造成了火星今天的样子:一颗寒冷孤寂的死亡星球。

改造火星,不如保护地球

改造火星在可预见的未来都不过是人类一个疯狂的幻想而已。我们更应该做的,是从今天开始就爱护好地球,保护好人类这个唯一的伊甸园,不让它变为下一个火星。

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