火星上的液态水存在时间可能不足以令其形成生命

火星上的液态水存在时间可能不足以令其形成生命以前，科学家们相信只有液态水才能塑造火星上的沟壑，因为地球上就是这样。没有考虑到的是升华，即物质从固态直接转变为气态。升华就是二氧化碳冰消失的过程（有时水冰也会经历这种过程）。冰冻的二氧化碳在火星上随处可见，包括在沟壑中。当二氧化碳冰在这些沟壑中升华时，产生的气体会将碎石进一步推向斜坡，并继续塑造斜坡。在荷兰乌得勒支大学行星研究员隆内克-罗伊洛夫斯（LonnekeRoelofs）的带领下，一个科学家小组发现，二氧化碳冰的升华可能塑造了火星沟壑，这可能意味着火星上最近出现液态水的时间可能比以前想象的要早。这也意味着火星上可能出现生命并繁衍生息的时间窗口可能更短。"在火星大气条件下，二氧化碳冰的升华可以使沉积物流动，并形成类似于在火星上观察到的形态，"Roelofs和她的同事在最近发表于《地球与环境通讯》（CommunicationsEarth&Environment）上的一项研究中说。进入稀薄空气地球和火星沟壑的形态基本相同。不同的是，我们可以肯定，液态水是它们在地球上形成并不断塑造和再塑造的幕后推手。这种活动包括开凿新的沟道，将更多的碎石带到沟底。古代火星可能有足够稳定的液态水来完成这些活动，而现在的火星表面却没有足够的液态水来维持这种活动。这就是升华的作用所在。在物质开始流动的同时，火星表面也出现了二氧化碳冰。在研究了类似的观测结果后，研究人员假设这些流动是在冰冻的二氧化碳升华时被气体向下推动的。由于火星上的气压较低，升华产生的气体流量比在地球上要相对大一些--足以使物质的流体运动成为可能。有两种方法可以触发升华，使这些流体运动起来。当沟谷中较暴露区域的一部分坍塌时，尤其是在陡坡上，被太阳加热的沉积物和其他碎屑会掉落在较阴凉区域的二氧化碳冰上。坠落物产生的热量可以为冰霜升华提供足够的能量。另一种可能性是，二氧化碳冰和沉积物会从沟壑中脱离，落到较热的物质上，这也会引发升华。实验室中的火星这些想法存在一个问题：由于目前人类还没有登陆火星，因此无法对这些现象进行现场观测，只能通过航天器传回图像和数据。因此，一切都是假设。研究小组必须建立火星沟壑模型，以便实时观察火星沟壑的活动。为了在实验室中重现红色星球的部分地貌，罗伊洛夫斯在一个特殊的环境舱中建造了一条水槽，模拟火星的大气压力。它足够陡峭，物质可以向下移动，足够寒冷，二氧化碳冰可以保持稳定。但研究小组还在相邻的斜坡上增加了较暖的坡度，以便为升华提供热量，从而推动碎片的移动。他们对火星上可能出现的两种情况进行了实验：热量来自二氧化碳冰层下方，而温暖的物质则被浇筑在冰层之上。这两种情况都产生了假设的那种流动。为了进一步证明在特定条件下会发生由升华驱动的流动，他们又进行了两次实验，一次是在类似地球的压力下，另一次是在没有二氧化碳冰的情况下。这两个实验都没有产生气流。研究人员在研究报告中说："这些实验首次提供了直接证据，证明在火星大气条件下，二氧化碳升华可以使颗粒流动并维持下去。"研究人员在研究报告中说："因为这项实验表明，沟壑和类似的系统可以由升华而不仅仅是液态水形成，这就提出了一个问题：火星表面有足够的液态水供应，可供生物（如果有的话）生存多长时间。火星的适居期可能比人们曾经认为的要短。这是否意味着火星上从未有过生物？不一定，但罗洛夫斯的发现可能会影响我们对未来行星宜居性的看法。"《地球与环境通讯》，2024年。DOI:10.1038/s43247-024-01298-7...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426508.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426508.htm

全球首制 大连造船 7500 立方米液态二氧化碳运输船顺利出坞

全球首制大连造船7500立方米液态二氧化碳运输船顺利出坞近日，中国船舶大连造船为挪威北极光公司建造的全球首制7500立方米液态二氧化碳运输船1号船、2号船出坞。该船出坞后将开展水下系泊试验，正式交付后，将应用于欧洲二氧化碳捕捉及储存计划，收集欧洲工业产生的二氧化碳，运至挪威西海岸地区二氧化碳接收端码头加以处理后注入海底地下2600米永久封存。作为目前全球首个专业服务于海洋碳运输与封存的船舶，该型船将为全球解决陆地二氧化碳排放的模式起到引领和示范作用。(国资委)

欧空局火星快车在火星南极地区发现神秘的"蜘蛛"地貌

欧空局火星快车在火星南极地区发现神秘的"蜘蛛"地貌在画面左侧的黑暗区域可以看到许多这样的斑点，该区域位于火星一个绰号为印加城的地方的外围。之所以叫这个名字，原因显而易见，这些线性的、近乎几何形状的山脊网络让人联想到印加废墟。图片来源：ESA/DLR/柏林大学这幅斜透视图可以看到火星上被昵称为"印加城"（正式名称为AngustusLabyrinthus）的地方。其原因并不神秘，线状的山脊网络让人联想到印加废墟。可以看到被称为"蜘蛛"的地貌痕迹；这些小而深的地貌是二氧化碳气体在阳光下升温并冲破上覆冰层而形成的。图片来源：ESA/DLR/柏林大学冒出的气体夹杂着黑色尘埃，以高大喷泉或间歇泉的形式从冰层裂缝中喷射而出，然后回落并沉淀在冰面上。这就形成了直径在45米到1公里之间的黑斑。同样的过程也会在冰层下刻画出特有的"蜘蛛形"图案--因此，这些黑斑是蜘蛛可能潜伏在冰层下的预兆。欧空局的另一个火星探测器--ExoMarsTraceGasOrbiter(TGO)--对蜘蛛的卷须状图案进行了特别清晰的成像（见下图）。TGO捕捉到的蜘蛛位于火星快车号新图像显示的区域附近，但不在该区域内。火星快车"的视角显示了逸出的气体和物质在表面形成的黑点，而TGO的视角还捕捉到了下方冰层上雕刻的蜘蛛网状通道。这张图片显示的是欧空局ExoMars痕量气体轨道器上的CaSSIS（彩色和立体表面成像系统）仪器在火星南极附近看到的被称为"蜘蛛"的地貌。当春天的阳光洒在黑暗的冬季沉积的二氧化碳层上时，这些地貌就形成了。阳光使沉积层底部的二氧化碳冰升温并转化为气体，气体随之积聚并冲破上覆的冰层。冒出的气体夹杂着黑色的尘埃，通过冰层的裂缝喷射而出，形成高高的喷泉或间歇泉，然后又落回冰层，沉淀在冰层表面，形成黑斑。同样的过程会在冰层下刻画出特有的"蜘蛛形"图案：这里显示的就是同样的图案。图片来源：ESA/TGO/CaSSIS在火星快车的图像中，我们可以看到上述黑点，它们匍匐在高耸的山丘和广袤的高原上。不过，大部分黑点都出现在左侧的黑暗区域，该区域位于火星一个绰号为"印加城"的地方的外围。这个名字的由来并不神秘，其线形、近乎几何形状的山脊网络让人联想到印加废墟。印加城的正式名称是"AngustusLabyrinthus"，于1972年由美国宇航局的水手9号探测器发现。这幅印加城及其隐藏的蛛形纲居民的新景象是由火星快车的高分辨率立体相机拍摄的。还有一个带标签的版本；点击下面的图片，探索该区域，发现更多关于这里不同地貌的信息。这幅斜透视图显示的是火星上一个被昵称为"印加城"的地方。这个绰号的由来并不神秘，其线形、近乎几何形状的山脊网络让人联想到印加废墟。印加城的正式名称是"AngustusLabyrinthus"，由美国宇航局的水手9号探测器于1972年发现。图片来源：ESA/DLR/柏林联邦大学我们仍然不清楚印加城究竟是如何形成的。可能是沙丘随着时间的推移变成了石头。也许是岩浆或沙子等物质从火星岩石的断裂处渗入。或者，这些山脊可能是"eskers"，与冰川有关的蜿蜒结构。印加城的"城墙"似乎是一个直径为86公里的大圆圈的一部分。因此，科学家怀疑这座"城市"坐落在一个大陨石坑中，而这个大陨石坑本身是由来自太空的岩石撞击地球表面而形成的。这种撞击很可能导致周围平原出现断层，然后被不断上升的熔岩填满，并随着时间的推移逐渐消失。这张彩色编码地形图显示了火星南极地区的一片地形。该区域被昵称为"印加城"（更正式的名称是"AngustusLabyrinthus"），其特点是有令人联想到印加废墟的线状山脊，以及被称为"蜘蛛"的小而黑的地貌痕迹。这些都是二氧化碳气体在阳光下升温，冲破上覆冰层而形成的。这幅图是根据欧空局火星快车2024年2月27日收集的数据绘制的，以该地区的数字地形模型为基础，从中可以得出地形地貌。地表较低的部分用蓝色和紫色表示，而海拔较高的区域则用白色和红色表示，如右上方的比例尺所示。图片来源：ESA/DLR/柏林大学在画面的中间部分，地貌发生了一些变化，圆形和椭圆形的大漩涡产生了一种让人联想到大理石的效果。这种效果被认为是层状沉积物被长期磨损后产生的。在画面的右侧中心位置，有几座突出的陡峭平顶丘陵，高出周围地形1500多米。随着时间的推移，较软的物质被风流、水流或冰流侵蚀，留下较硬的物质，形成了这些山丘。右边（北边）的地面越来越多地覆盖着光滑的浅色灰尘。在这里的高原上，可以看到一些蜘蛛的踪迹，它们潜伏在各种峡谷和低谷中。这幅立体图像以三维方式显示了火星南极附近的一个区域。该区域的特点是AngustusLabyrinthus（火星的一个部分，因其线状山脊而被昵称为"印加城"）和被称为"蜘蛛"的暗色特征的痕迹。它是根据欧空局火星快车轨道器上的高分辨率立体相机（HRSC）于2024年2月27日拍摄的数据生成的。使用红-绿或红-蓝眼镜观看时，可获得三维视图。图片来源：ESA/DLR/柏林联邦大学火星快车号在过去二十年间揭示了大量有关火星的信息。该轨道器继续对火星表面进行成像，绘制火星矿物图，探索火星大气的成分和循环，探测火星地壳下的情况，并研究火星环境。航天器的高分辨率可见光谱仪向我们展示了从风雕刻的山脊和沟槽到巨大火山侧面的天坑，再到撞击坑、构造断层、河道和古老的熔岩池等一切。这项任务在其寿命期间取得了巨大的成果，使我们对我们的行星邻居有了比以往任何时候都更加全面和准确的了解。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428925.htm

研究人员模拟轴向倾斜和冰雪如何雕琢出火星的沟壑地貌

研究人员模拟轴向倾斜和冰雪如何雕琢出火星的沟壑地貌美国宇航局火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验（HiRISE）相机拍摄的TerraSirenum及其沟壑的图像。图片来源：NASA/JPL/亚利桑那大学可能的形成过程有人认为，这些沟壑是通过二氧化碳（CO2）冰的升华形成的。然而，其确切机制仍不确定，因为这一过程缺乏地球上的类似物，而且这一过程也不能完全解释火星沟壑的分布。另一种理论认为，在更有利于水冰融化的旧气候条件下，可能是较少量的液态水形成了沟壑。此外，先前的研究表明，在火星历史上较高的倾角时期，水冰可能已经聚集在现在出现沟壑的区域。模拟洞察为了深入研究液态水在形成这些沟壑中的潜在作用，詹姆斯-迪克森和他的团队利用了一个三维火星全球环流模型。该模型旨在描绘火星的气候在过去一百万年中随着其轴向倾角的变化而可能发生的变化。他们发现，在35°倾角处，目前沟壑的位置--也就是今天在地表附近有大量水冰的区域，在过去的一百万年里很可能多了几十米--压力达到了612帕斯卡以上，冰面温度很可能超过了273开尔文（水冰的熔点）。因此，融化的冰可能会在高倾角时期保持液态，在目前发现的高海拔地区形成沟壑。火星沟壑演化的新方案利用这些洞察力，迪克森和他的团队提出了火星沟壑形成和演化的新方案。他们的理论结合了液态水和二氧化碳升华的过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382263.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382263.htm

科学家设计基于等离子体的新方法 为未来火星探索者生产氧气

科学家设计基于等离子体的新方法为未来火星探索者生产氧气一个国际研究小组已经设计出一种基于等离子体的方法来生产和分离火星环境中的氧气。这是美国宇航局的“火星氧原位资源利用实验”（MOXIE）的一个补充方法，它可能提供每公斤送往太空的仪器的高分子生产率。这样一个系统可以在开发火星上的生命支持系统中发挥重要作用。它还可以生产加工燃料、建筑材料和肥料所需的原料和基础化学品。在AIP出版的《应用物理学杂志》上，研究人员提出了一种利用和加工当地资源在火星上生成产品的方法。因为火星大气层主要是由二氧化碳形成的，可以通过分解产生氧气，而且其压力有利于等离子体的点燃，所以红色星球上的自然条件几乎是等离子体就地利用资源的理想条件。该团队包括来自里斯本大学、麻省理工学院、索邦大学、埃因霍芬理工大学和荷兰基础能源研究所的科学家们。研究人员指出，在火星上生产氧气的有两大障碍。“首先，分解二氧化碳分子以提取氧气。这是一个非常难以分解的分子，”研究作者、里斯本大学的VascoGuerra说。“其次，将产生的氧气从还包含例如二氧化碳和一氧化碳的气体混合物中分离出来。我们正在以一种整体的方式研究这两个步骤，以同时解决这两个挑战。这就是等离子体可以提供帮助的地方。”等离子体是物质的第四种自然状态，包含自由带电粒子，如电子和离子。电子很轻，很容易被电场加速到非常高的能量。Guerra说：“当子弹般的电子与二氧化碳分子碰撞时，它们可以直接分解它，或者转移能量使其振动。这种能量在很大程度上可以被引导到二氧化碳的分解中。与我们在法国和荷兰的同事一起，我们通过实验证明了这些理论的正确性。此外，等离子体中产生的热量也有利于氧气的分离。”氧气是创造一个可呼吸环境的关键，它也是为未来火星农业生产燃料和肥料的起点。就地生产燃料将是未来任务的需要。所有这些对于未来人类在火星上的定居都是至关重要的。通过分解二氧化碳分子来生产绿色燃料和回收化学品，等离子体技术也可能有助于解决地球上的气候变化。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305539.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305539.htm

火星融化之谜：沟壑可能是近期液态融水形成的

火星融化之谜：沟壑可能是近期液态融水形成的美国宇航局火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验（HiRISE）相机拍摄的TerraSirenum及其沟壑的图像。图片来源：NASA/JPL/亚利桑那大学这项研究最近发表在《科学》（Science）杂志上，研究重点是火星上的沟壑，这些沟壑与地球上南极洲干谷（DryValleysofAntarctica）形成的沟壑极为相似，都是冰川融化的水侵蚀造成的。包括布朗行星科学家吉姆-海德（JimHead）在内的科学家们建立了一个模型，该模型模拟了当火星上的条件允许火星变暖超过冰点温度时的甜蜜点，当火星表面和地下的冰融化时，火星上就会出现液态水时期。研究人员发现，当火星的轴线倾斜到35度时，大气的密度就会变得足够大，从而在沟壑位置出现短暂的融化现象。随后，他们将模型中的数据与火星历史上的一些时期进行了比对，据信当时火星上的TerraSirenum地区的沟壑从高海拔点迅速向下扩展--如果没有水的偶尔出现，这种现象是无法解释的。布朗大学地质科学教授海德说："我们从自己和其他人的大量研究中得知，在火星历史的早期，地表有流水，有山谷网络和湖泊。但是大约30亿年前，所有的液态水都消失了，火星变成了我们所说的超干旱或极地沙漠。我们在这里表明，即使在那之后和最近的过去，当火星的轴倾斜到35度时，它的温度也足以融化冰雪，使液态水重新出现，直到温度下降，液态水再次冻结。"这些发现有助于填补关于这些沟壑如何形成的一些空白，包括沟壑的起点有多高，侵蚀有多严重，以及沟壑沿着陨石坑侧面延伸多远。以前的理论认为，火星沟壑是由二氧化碳霜造成的，二氧化碳霜会从土壤中蒸发，导致岩石和碎石从斜坡上滑落。这些沟壑的高度让许多科学家推测，冰川融水一定与此有关，因为它们沿着山坡滑下的距离很远，而且沟壑看起来被侵蚀得很厉害。由于火星上的液态水消失已久，要证明火星上可能存在液态水一直是个难题，因为火星上的温度通常徘徊在冰点以下70度左右。新研究的结果表明，沟壑的形成是由冰融化期和一年中其他时间的二氧化碳霜蒸发所驱动的。研究人员发现，在过去的几百万年里，这种情况可能反复出现，最近一次出现在大约63万年前。他们说，如果当火星的地轴倾斜到大约35度时，在他们所观察的地区的沟壑位置存在冰，那么冰融化的条件就会成熟，因为温度会上升到273开尔文度以上，相当于大约32华氏度。该研究的第一作者、布朗大学前研究员杰伊-迪克森（JayDickson）说："我们的研究表明，在过去的一百万年里，液态水能更好地解释全球沟壑的分布。水能以二氧化碳无法解释的方式解释沟壑的海拔分布。这意味着火星在过去的一百万年里已经能够产生足够体积的液态水来侵蚀沟壑，这在火星地质历史的尺度上是非常新的"。尽管研究人员对融水的可能性表示怀疑，科学家们也从未能模拟出火星上冰融化的合适条件，但他们坚信融水理论是准确的，因为他们曾在南极洲亲眼目睹过类似的地貌。在南极洲，尽管气温很低，但太阳的热量足以使冰融化，并产生沟壑活动。南极干谷上莱特谷沟壑形成的延时摄影。图片来源：布朗大学吉姆-海德提供的视频这项新研究是该团队几十年前开始的火星沟壑研究的延续。例如，在2015年的一项研究中，研究人员表明，如果火星轴线倾斜度足够大，火星上过去有可能存在水形成沟壑的时期。这些发现促使他们建立了倾斜度模型，并将其与已形成的沟壑的位置和高度相匹配。这篇论文重新提出了火星上是否可能存在生命这一根本问题。这是因为地球上的生命与液态水的存在息息相关。研究人员说，火星最终将再次倾斜到35度。"早期温暖潮湿的火星和我们今天看到的液态水火星之间会不会有一座桥梁呢？"海德说。"每个人都在寻找有利于生命形成、保存和延续的环境。任何可能在火星早期进化的微生物，都会在冰层中生存，然后在液态水中生存或繁衍。例如，在寒冷的南极环境中，为数不多的生物往往处于停滞状态，等待着水的到来"。这项研究还介绍了这些沟壑在未来火星探测任务中作为潜在目标的重要性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378793.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378793.htm