火星的表面为什么没有水？科学家利用同位素分析揭示其原因

水对于地球和其他行星上的生命来说都是必不可少的物质，科学家已经发现了证据证明火星早期历史上有大量水，但是今天的火星表面并没有液态水。研究人员提出了许多可能的解释，包括火星磁场的减弱，这可能导致厚重的大气层消失；火星可能只是太小，无法容纳大量的水。为什么今天的火星看起来与地球的“蓝色大理石”表面截然不同？最近一项新的研究中提出一个更根本的原因。

在这项新的研究中，研究人员使用元素钾（K）的稳定同位素，来估计不同行星体上挥发性元素的存在、分布和丰度。研究团队测量了20块火星陨石的钾同位素组成，这些陨石代表火星的大量硅酸盐组成。

利用这种方法，研究人员确定火星在形成过程中比地球损失了更多的钾和其他挥发性物质，但比月球和小行星4-Vesta保留了更多的这些挥发性物质，这两个小行星比地球和火星小得多，而且更干燥。研究人员还发现天体大小和钾的同位素组成之间有明确的关联。

研究人员表示，火星陨石是唯一可以用来研究火星主体化学构成的样本。那些火星陨石的年龄从几亿年到40亿年不等，记录了火星的挥发性演变历史。通过测量中等挥发性元素的同位素，如钾，可以推断出分散行星的挥发性消耗程度，还可以在不同太阳系天体之间进行比较。

研究人员指出，离太阳太近（或者对于系外行星来说，离它们的恒星太近）会影响一个行星体可以保留的挥发性物质数量。这种与恒星的距离测量数据通常被计入恒星周围“宜居区”的指数中。研究还表明，对于处于宜居区的行星，在思考其是否可以支持生命时，需要更多考虑行星的大小。

题为“Potassium isotope composition of Mars reveals a mechanism of planetary volatile retention”的相关研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.pnas.org/content/118/39/e2101155118