科学家有明确的证据表明火星大气层“溅射”

科学家们首次捕捉到了火星在行动中。

花了九年多的卫星数据，但由科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）的行星科学家香农·库里（Shannon Curry）领导的一个团队终于发现了大气层的明确迹象溅射.

研究人员说，这是火星如何失去大气层和水的关键拼图。

“这些结果为在观测中确定溅射在火星大气层损失中的作用迈出了实质性的一步，”该团队在他们的论文中写道，“因此，在确定水的历史以及随着时间的推移对宜居性的影响。

大气溅射被认为是太阳系早期大气损失的主要机制之一，当时太阳更亮、更活跃。当离子被太阳风的电场加速进入不受全球磁场保护的天体（如火星）的大气层时，就会发生这种情况。

这种效果有点像陨石撞击行星时：能量被转移到周围的中性介质上，以喷雾的形式将其踢起。但对于溅射，一些大气中的原子和分子获得了足够的能量来达到逃逸速度，然后它们就出发了，被扔到太空中开始新的冒险。

在火星上很难观察到这个过程。它需要同时观察抛出的中性原子，以及撞击大气层的离子，或加速它们的电场。它还需要同时进行日间和火星的夜间观测，深入到它的大气层中。

唯一具有进行以下观察是 NASA 的MAVEN 公司.研究人员仔细研究了该航天器自 2014 年 9 月抵达火星轨道以来收集的数据，希望找到对太阳电场和高层大气中氩气丰度的同步观测数据，氩气是溅射粒子之一，用作该现象的示踪剂。

这是维京 1 号轨道飞行器于 1976 年拍摄的火星表面照片。

它看起来像你今天看到的科幻电影中的东西。

（是的，那个*是*那个火山口里的笑脸......

图片来源：NASA/JPL-Caltech，由 Andrea Luck （@andrealuck.bsky.social） 处理

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— 保罗·伯恩 （@theplanetaryguy.bsky.social)3月 17， 2025 在 1：21 下午

他们发现，在 350 公里（217 英里）的高度以上，氩气密度会根据太阳风电场的方向而变化，而较低高度的氩气密度则保持一致。

结果表明，氩的较轻同位素会发生变化，留下过量的重氩——这种差异最好用活性溅射来解释。“ 这得到了太阳风暴，其流出物于 2016 年 1 月抵达火星。在此期间，溅射的证据变得更加明显。

这不仅支持了该团队的发现，即火星高海拔地区的氩气密度变化是溅射的结果，还展示了数十亿年前的情况，当时太阳更年轻、更吵闹，经历了更频繁的风暴活动。

“我们发现，今天的大气溅射比以前预测的要高出四倍多，而太阳风暴可以大大提高溅射产额。”研究人员写道.

“我们的结果证实，溅射正在今天的火星上发生，并且可能是我们太阳系早期火星大气逸出的主要途径，当时太阳活动和极端紫外线强度要高得多。”

研究结果已发表在科学进展.

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