火星沙塵暴讓星球更干燥

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翻譯：王婧彧

校對：申振宇 劉海牧

審閱：李宜驊

美編：毫秒

后臺：李子琦

火星沙塵暴讓星球更干燥

2024年由哈勃太空望遠鏡拍攝的火星合成圖像。紫外光下可見的稀薄水冰云層，使這顆紅色星球呈現出冰冷的外觀。寒冷的北極極冠冰蓋正經歷火星春季的開始。

圖片來源：NASA、ESA、STScI

如今我們看到的火星是一片干旱而惡劣的沙漠，但這與其表面揭示的歷史形成了鮮明對比。河道、受水作用改變的礦物，以及其他地質痕跡表明，這顆紅色星球在早期曾是一個更加潮濕、更加活躍的世界。這種富水環境消失的原因，仍是行星科學的一大挑戰。盡管我們已知若干過程可以解釋部分水的流失，但大量火星水的最終去向依然成謎。

一項由國際研究團隊開展的新研究于2026年2月2日發表在《Communications Earth & Environment》上，使我們在解開這一謎題方面邁出了重要一步。研究人員首次證明：一種異常、強烈但局地性的沙塵暴，能夠在北半球夏季驅動水向火星大氣高層輸送——而過去人們認為在這一階段該過程并不重要。

“這些發現揭示了這種類型風暴對行星氣候演化的影響，并為理解火星如何隨時間流失大量水開辟了一條新路徑。”研究共同第一作者之一、來自安達盧西亞天體物理研究所（IAA-CSIC）的研究員阿德里安·布里內斯（Adrián Brines）表示；另一位共同第一作者為青木翔平（Shohei Aoki），他來自東京大學前沿科學研究生院及東北大學理學研究生院。

盡管沙塵暴長期以來被認為對火星水的逃逸至關重要，但過去的討論主要集中在覆蓋整個行星的全球性沙塵事件上。相比之下，這項研究表明，更小尺度的區域性風暴同樣可以顯著增強水向高層大氣的輸送，而在高層大氣處，水更容易流失到太空中。此外，先前研究多聚焦于南半球溫暖而劇烈的夏季風暴活動，因為那通常是火星水流失最主要的時期。

火星勘測軌道飛行器（MRO）上的MARCI相機每日拍攝的全球地圖圖像，記錄了在西北部西爾提斯大區（Syrtis Major）出現的一場罕見區域性沙塵暴的初始發展過程：左圖為2023年8月21日（太陽經度Ls = 107.6°），右圖為2023年8月22日（Ls = 108.0°），其范圍擴大至1.2 × 10? km2。

圖片來源：Communications Earth & Environment（2026）。DOI：10.1038/s43247-025-03157-5

該研究在火星年第37年（地球時間2022—2023年）北半球夏季期間，探測到火星中層大氣中的水汽出現異常增加，原因是一場異常沙塵暴。在這些高度上，水的含量最高可達平時的10倍，這一現象在以往火星年中未曾觀察到，也未被現有氣候模型預測。

不久之后，在外逸層頂（大氣與太空相接的區域）中，氫的含量在同一季節顯著升高，達到此前年份的2.5倍。理解火星究竟流失了多少水的關鍵指標之一，是測量有多少氫逃逸進入太空，因為水在大氣中分解時會很容易釋放出這種元素。

青木總結道：“這些結果為我們尚不完整的拼圖增添了一塊至關重要的新碎片，解釋了火星在數十億年間如何持續失去水，并表明短暫但強烈的事件也可能在這顆紅色星球的氣候演化中發揮重要作用。”

責任編輯：周英杰

牧夫新媒體編輯部

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火星沙塵暴藝術想象圖

圖片來源：網絡

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