火星大气表明有更多的水储存和可能的岩浆活动。

研究人员报告了过去几年火星以外卫星收集的数据的分析结果，这是欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局的合作项目。这一观测结果表明，火星上的水含量可能比预期的要多，并且首次在这颗红色星球的大气中探测到氯化氢的存在。

插图:火星上的云。来源:美国航天局

这两项研究的结果都发表在《科学前沿》上。在《火星大气中的瞬态氯化氢》一文中，Oleg Kolabolov和他的同事报告了氯化氢的发现。这种卤素气体是从2019年4月采集的观测数据中发现的，当时正值火星南半球夏末。这个独特的季节因令人震惊的沙尘暴而臭名昭著，其中一些沙尘暴的规模相当于整个地球。2018年就是这样一场沙尘暴毁掉了机遇。

图示:机遇号火星探测器。资料来源:胡志

在如此异常猛烈的沙尘暴中检测到了氯化氢的存在。因此，研究小组还推测，沙尘暴可能对火星大气中卤素气体的存在起到了至关重要的作用。一种可能的机制是冰融化形成的水与氯化钠(食用盐的成分)相互作用，被风从尘埃中带走。随着两个分子的不断接触和相互作用，就形成了氯化氢。它会在大气中存在一段时间，或者附着在尘粒表面，落到地表。未来的沙尘暴会把它带回大气层。

另一种理论认为氯化氢来自岩浆活动。火星是太阳系中火山最高的星球，但据我们所知，这些火山都是死火山。因此，岩浆活动是不可能的。在这个理论可以作为理解氯化氢成因的可行机制之前，必须收集更多的证据。

插图:火星上的火山。资料来源:胡志

第二项研究侧重于大气中水分和同位素的测量结果。化学元素有不同的同位素——每种同位素的化学性质相同，但物理性质略有不同，因为没有使用原子核中的中子数。氢的同位素氘是氢的较重同位素。如果你听说过与核电站相关的重水的表述，它指的是由氘原子而不是正常的氢原子组成的水分子。

调整水中氘和氢的比例是一个非常有用的手段。在地球上，这种方法被用来确认我们星球上大部分的水不是来自彗星。这种方法也被用来分析火星绕卫星运行时的水循环。“D/H，即氘与氢的比率，是我们精确的计时器——一个非常强大的测量手段，它可以告诉我们火星上水的历史和形成，以及水的流失如何随时间变化。感谢火星痕量气体探测器，我们可以更好地理解和校准这个计时器，并检测火星上潜在的新水储存，”这篇论文的主要作者、美国国家航空航天局戈达德航天中心的geronimo Villanueva解释道。

研究数据采集于2018年4月至2019年4月，期间跟踪了许多重要事件，如上文提到的沙尘暴、南极冰盖夏季融化等。该小组观察到同位素比率的重大变化。在大多数情况下，它是由重水蒸发造成的，但研究小组没有排除火星上仍然存在其他具有特定同位素比率的水储存的可能性。

图示:火星微量气体探测器研究从火星表面蒸发到太空中的水蒸气及其成分。来源:欧洲航天局

作者:阿尔弗雷多·卡皮涅蒂博士

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