火星上 “缺失” 碳的奥秘已解码

科学家发现，来自太阳的紫外线 (UV) 射线导致火星失去了大气中的二氧化碳，从而解决了这颗红色星球上 “缺失” 碳的长期谜团。

火星被稀薄的，主要是二氧化碳的气氛所覆盖，该气氛太稀薄，无法阻止水冻结或迅速蒸发。然而，地质证据使科学家得出结论，古代火星曾经比周三更温暖，更潮湿。

太阳风剥夺了火星的大部分古老大气层，并且每天都在清除大量的太阳风。

但是科学家们对为什么他们没有发现更多的碳酸盐形式的碳被捕获到火星岩石中感到困惑。

来自美国加州理工学院 (Caltech) 和美国宇航局喷气推进实验室 (JpL) 的科学家认为，38亿年前，火星可能有一个中等密度的大气层。

这样的大气可能已经演变成目前的稀薄大气，不仅减去 “缺失” 的碳问题，而且与观察到的碳-13与碳-12的比率一致，后者因原子核中的中子数而异。

主要作者说，在不同时间点大气中碳13与碳12同位素的相对量之比的测量值可以用作指纹，以准确推断过去火星大气发生了什么。胡仁宇，加州理工学院博士后研究员。

第一个约束是通过测量包含从火星内部深处火山释放的气体的陨石中的比率来设置的，从而可以深入了解原始火星大气的起始同位素比率。

现代比率来自NASA好奇号火星车上的火星样本分析 (SAM) 仪器的测量。

NASA的MAVEN (火星大气和挥发性演化) 任务产生了最近的结果，表明每秒通过溅射从当今的火星大气中剥离约100克粒子，这是一种涉及太阳风和高层大气之间相互作用的过程。

美国国家航空航天局好奇号火星车的测量结果表明，今天的火星大气中碳-13-与碳-12成比例-比仅由于溅射而应有的含量要高得多，因此也必须采用不同的工艺。

研究人员确定了一种可能对碳13富集做出重大贡献的机制。

该过程始于来自太阳的紫外线在高层大气中撞击二氧化碳分子，将其分解为一氧化碳和氧气。然后，紫外线照射一氧化碳，并将其分成碳和氧。

以这种方式产生的一些碳原子有足够的能量从大气中逸出，新的研究表明，碳-12远比碳-13更容易逸出。

研究人员发现，通过此过程进行的少量逃逸会在碳同位素比中留下很大的指纹。这使他们能够计算出38亿年前的大气表面压力可能比地球大气低一点。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。