研究量化了电在火星尘暴中的全球影响

Credit:NASA据美国物理学家组织网(byTaliaOgliore,WashingtonUniversityinSt.Louis):火星因其
【菜科解读】
艺术家对火星沙尘暴中的电的印象。
Credit: NASA
据美国物理学家组织网(by Talia Ogliore, Washington University in St. Louis):火星因其强烈的沙尘暴而臭名昭着,其中一些沙尘暴扬起的灰尘足以被地球上的望远镜看到。
当尘埃粒子相互摩擦时,就像在火星沙尘暴中一样,它们会带电,传递正负电荷,就像你拖着脚走过地毯时产生静电一样。
强电场在地球上的沙尘暴中形成,所以这种情况也发生在火星上也就不足为奇了。
但是接下来会发生什么呢?可能不是像我们在地球上预期的那样,突然出现闪电。
相反,圣路易斯华盛顿大学的行星科学家Alian Wang认为火星上的放电可能看起来更像是微弱的辉光。
(没有一个火星着陆器、火星车或其他任务捕捉到它的真实照片。
)
“这可能有点像地球极地地区的极光,高能电子与稀薄的大气物质发生碰撞,”艺术与科学地球与行星科学研究教授王说。
不管有没有华而不实,这个火星人的“人造罗拉”仍然具有强大的冲击力。
王在《地球物理研究快报》杂志上的新研究表明,沙尘暴中的电力可能是火星氯循环的主要驱动力。
作为背景,科学家认为氯是火星上“可移动”的五种元素之一(其他元素是氢、氧、碳和硫)。
这意味着氯以不同的形式在火星表面和大气之间来回移动。
在地面上,氯化物沉积物——类似于地球上的盐滩或浅盐滩——分布广泛。
这些氯化物沉积物可能形成于火星的早期历史,是从盐水中沉淀出来的氯化物盐。
美国宇航局的火星勘测轨道飞行器在2007年11月拍摄了这张沙尘暴的特写照片。
Credit: NASA
在这项新的研究中,王展示了一种将氯从地面转移到火星空气中的特别有效的方法,即通过火星尘埃活动中产生的放电引发的反应。
王和她的合作者进行了一系列实验,从普通氯化物中获得了高产量的氯气——所有这些都是通过在类似火星的条件下用放电轰击固体盐来实现的。
他们使用华盛顿大学的行星模拟舱(称为行星环境和分析舱,简称PEACh)进行了这些实验。
“这项研究揭示的普通氯化物中氯的高释放率表明了一种很有希望的途径,可以将表面氯化物转化为我们现在在大气中看到的气相,”英国开放大学的研究员、新研究的共同作者凯文·奥尔森说。
“这些发现为火星尘埃活动能够驱动全球氯循环提供了支持。
通过ExoMars示踪气体轨道飞行器,我们看到了与全球和区域沙尘暴相一致的重复季节性活动,”他说。
在火星上比在地球上容易
“摩擦起电是我们太阳系中一个常见的过程,火星尘埃活动是电荷积累的强大来源,”王说,他是该大学麦克唐纳空间科学中心的研究员。
“火星上稀薄的大气使得积累的电场更容易以静电放电的形式分解。
事实上,在火星上比在地球上容易一百倍。
”
参与20世纪70年代登陆火星的海盗任务的科学家首次提出沙尘暴可能是红色星球上新的反应化学的来源。
然而,尘埃活动的化学效应很难研究。
某些任务机会,如2016年发射的ExoMars斯基帕雷利EDM,以失败告终。
科学家转向模型和实验研究。
美国宇航局的火星勘测轨道飞行器在2012年3月拍摄了这张沙尘暴沿着亚马逊平原蜿蜒前行的照片。
Credit: NASA
近年来,王和其他科学家发表的研究表明,当静电放电与火星上富含二氧化碳的环境中的氯盐相互作用时,它可以生成高氯酸盐和碳酸盐,并以气体形式释放氯。
但是这项新的研究是第一次尝试量化这些化学产品在沙尘暴事件中实际产生的数量。
“反应速度是巨大的,”王说。
“重要的是,在短时间中等强度静电放电过程中释放的氯是百分之一的水平。
”这意味着在7个小时的模拟静电放电实验中,每100个氯化物分子中至少有一个被分解,然后将其氯原子释放到大气中。
王说,碳酸盐和高氯酸盐的形成率相似,但略低,在百分之几和千分之几的水平。
这些高产量让王和她的团队相信,火星尘埃活动可能与最近火星任务揭示的三种全球现象有关。
#p#分页标题#e#她说,放电可能与全球火星表层土壤中极高浓度的高氯酸盐和碳酸盐有关。
从数量上来说,观察到的浓度范围的高端可以通过沙尘暴引发的放电在不到一半的亚马逊时期内积累,亚马逊时期是火星历史上最近的时期,被认为始于大约30亿年前。
此外,氯化物释放的氯原子的高产量可以解释2018年和2019年尘季期间在火星大气中观察到的高浓度氯化氢,当时假设1至10厘米厚的火星表面灰尘将被全球沙尘暴扬起。
“据我们所知,没有其他方法可以做到这一点,”王说,“尤其是在释放氯的量如此之高的情况下。
”
研究人员发现在过去的470万年里几次海洋底部环流崩溃
Credit: Yao Huiqiang(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(cy Chinese Academy of Sciences):南极底层水(AABW)覆盖了全球海底的三分之二以上,菜叶说说,其形成最近已经减少。
然而,它的长期可变性还没有得到很好的理解。
由中国科学院地质与地球物理研究所邓教授带领的研究人员和他们的合作者重建了约470万年前的AABW历史。
他们发现,AABW已经坍塌了几次,这种坍塌可能导致了水分运输,从而加剧了北半球的冰川作用(NHG)。
这部作品于2月24日在科学进展出版。
这项研究的依据是位于海平面以下5 050米的东太平洋直径36毫米的铁锰结核。
结核由中国地质调查局广州海洋地质调查局采集。
磁扫描是提供精确年代测定结果的一个重要因素。
“这是一个关键,尽管最终的日期是通过整合10Be/9Be,金属Co的通量和天文调谐获得的,”同济大学的Yi Liang博士说,他是该研究的第一作者,也是IGG/CAS的博士后。
“由于AABW是海底区域氧气的主要提供者,我们使用了各种科学方法来确定铁锰结核中的金属积累与海洋氧化还原条件之间的关系,”邓教授说。
"镍、锰和铜的含量用来指示AABW的变化."来自东太平洋的AABW记录和主要的AABW、NADW和NHG事件。
Credit: Deng Chenglong’s group这些结果表明,自约3.4百万年以来,东太平洋海水含氧量呈线性增加。
这一趋势与南极冰盖(AIS)的观测结果一致,表明它们之间存在协变。
将AABW记录与过去100万年的其他地质记录进行比较,研究人员发现海洋底部环流的冰川增强。
这一观察表明,当地球气候寒冷时,例如在过去的冰川时期,大气中的CO2可能已经定期储存在深海中。
这些对比清楚地突出了七个海水含氧量低的区间,表明AABW的影响被降低到了一个更低的水平。
这些时期被称为AABW崩溃,并伴随着北大西洋深水(NADW)的增强以及NHG历史的关键阶段,如NHG变得强化或放大。
研究了铁锰结核及其年龄模型。
Credit: Deng Chenglong’s group虽然我们不知道将会发生什么来应对持续的人工智能融化和AABW减速,但AABW崩溃可能在过去几次将地球拖入更恶劣的冰川气候。
火星上看地球真实照片?火星上可以观测到地球日出日落吗
无论是火星还是地球,重要的光线来源都是反射太阳光,因为火星大气比地球要稀薄很多,所以并不是一片漆黑,可以见度还是很高的。
在反照率一样时,地球相对于火星会获得更多的太阳光并且进行反射,所以我们才会看到星星一样看到我们的地球在发光。
火星上看地球就和我们地球上看到的星星一样。
无论是火星还是地球,主要的光线来源都是反射太阳光,因为火星大气比地球要稀薄很多,所以并不是一片漆黑,能见度还是很高的。
在反照率一样时,地球相对于火星会获得更多的太阳光并且进行反射,所以我们才会看到星星一样看到我们的地球在发光。
一、在火星上看地球是蓝色的吗很有可能是一颗蓝色的星星,火星上的大气比地球稀薄,所以对太阳的反射率更小,而地球相对更大,所以我们从火星上看地球更亮,但是地球有很多的海洋,海洋会吸收很多的光线并且本身是蓝色的,所以我们从火星看到的地球肯定是亮的,和星星一样,可能就和我们在地球上看金星一样,之前美国派出的火星表面的探测器就拍到过类似的影像,是很亮的两颗行星。
我们可以推测火星也是比较亮的蓝色。
二、火星上能观测到地球日出日落吗火星是八大行星之一,大家在火星上可以看到地球的日出和日落。
火星和地球距离有四亿千米,由于火星大气层十分稀薄,所以常常会有沙尘暴的发生。
火星上没有稳定的液态水体,地表沙丘。
但是在火星上还是能看到很灿烂的星空的。
三、火星和地球的相似火星的大气密度只有百分之1,地表温度非常低。
科学家认为,很早以前的地球和火星是一样的存在,但是因为火星缺少了板块运动,二氧化碳无法进行运输,而构不成温室运动。
所以没有生物和水源的产生。
火星在地球的外围,被地球照到的背面太阳光真好反射到火星,菜叶说说,所以从某些角度看地球和火星是非常相似的。