古代火星上的冰冷云可能引起了湖泊和河流

2008年,美国宇航局的凤凰城兰德(Phoenix Lander)直接证实了火星上存在水冰。这并不奇怪。卫星图像以前曾建议,大约40亿年前

2008年,美国宇航局的凤凰城兰德(Phoenix Lander)直接证实了火星上存在水冰。这并不奇怪。卫星图像此前曾建议,大约40亿年前,红色星球与湖泊和河流相去甚远。

但是,长期以来,令人困惑的科学家是如何在现在的冷,干燥的星球上开发水。为了支持那些古老的湖泊和河流,火星将需要一种通过温室效应产生足够变暖的气氛。今天,地球的气氛太薄,无法产生这种变暖。

一个关于火星曾经支持水的假设认为,小行星与地球相撞,所得的热使液态水存在。但是一些研究人员指出,这种供暖效应只会持续几年。这还不足以让水留下我们今天看到的湖泊和河流的可见地质证据。

火星上水的新假设

发表在PNAS中的新研究探讨了另一个假设:火星曾经有冰冷的高空云,类似于地球上的卷心云,该云产生了能够支持湖泊形成气候的温室效应。

该解释是在2013年首次提出的,因此受到批评,因为它要求火星拥有具有异常属性的云。具体而言,与地球的水周期相比,水本来必须在云中停留更长的时间。最近的研究阐明了这些不寻常的云如何形成和温暖地球。

学分:NASA / JPL-CALTECH / USGS

在以前的云绿屋假说中,研究人员认为火星表面的大片被冰覆盖。这种条件会阻止高海拔云形成。但是,如果表面的冰更少,一层高空,冰冷的云可能已经形成。

“地表水的分布会影响云的高度。如果地球上到处都有地表水,则相对湿度将在上升气流中为〜1,并且在这些上升气流中将以低水平形成云。但是,如果仅在寒冷的地方发现地表水,则大多数表面比冷陷阱要温暖,因此低水平的云层无法在大多数表面上形成(较高的温度 – >较低的相对湿度 – >无凝结 – >没有云)。在大气中高高,温度较低,因此可以形成云。”

云很复杂

为了探索不同数量的地表水和云将如何影响地球,研究人员创建了早期火星的计算机模型。该模型代表了一个大部分干燥的行星,但在某些位置,例如在山顶和行星的杆子上都有冰块。在这些“冷陷阱”之上,云将在低海拔地区形成。

但是,研究人员指出,在地球其余部分温暖和干燥的地区上方,“仅在高海拔地区发现云”,因为提升冷凝水平(LCL)很高。 (LCL是指空气包裹冷却到足以变得饱和并形成云的高度。与冷陷阱附近的空气相比,温暖表面附近的空气需要更高以使其冷却到足够冷却以形成云层,因此它具有更高的LCL。 )

那么,为什么云高度在变暖方面很重要?

风筝告诉Big Think:“云吸收从地面发出的红外线,然后将其重新发射到太空(紫色箭头;温室效应)。” “行星能量平衡要求(吸收的阳光)中的能量等于能量(红外发射到空间)。如果云具有正确的粒径和厚度可有效吸收红外线,则意味着对于给定的吸收阳光,云顶温度是恒定的。”

“如果云顶温度与云高度保持恒定,那么为什么表面温度取决于云高度?这是因为在云下方,温度总是在大气内的高度下降。因此,如果云更高,则云顶部和表面之间的温度差必须更大 – 暗示表面较温暖。”

尽管该模型符合科学家对古代火星的当前理解,但研究人员说,结果并未明确排除碰撞假设。但是,NASA的毅力流浪者很快就可以通过分析火星岩石的样本,使科学家了解早期火星的气氛,更广泛地使行星可居住。

风筝在新闻稿中说:“火星很重要,因为这是我们知道的唯一能够支持生活的星球,然后失去了生命。” “地球的长期气候稳定是显着的。我们想了解地球的长期气候稳定性可以崩溃的所有方式,以及可以维护它的所有方式(不仅仅是地球的方式)。这项任务定义了比较行星宜居性的新领域。”

原创文章,作者:小彭山,如若转载,请注明出处:http://www.dsonekey.com/3456.html

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