在很多方面，火星是我们近距离观察过的最像地球的行星。火星的历史上曾经出现过水，有大量的侵蚀、沉积岩，火山，云，冰盖，沙丘和干涸的河床等特征。那里有完整的地质历史，可以说和我们的星球一样有趣。
但是，由于火星的直径只有地球的一半，质量只有地球的百分之几，而且它与太阳的距离也比地球大得多，因此它的命运与地球非常、非常不同。火星已经变得寒冷、干燥，而且非常、非常的荒凉，然而在我们的星球上，生机勃勃的海洋中出现了各种生物。即使在火星表面新发现了液态水，也无法改变火星的演化方式与地球极其不同这一事实。虽然不完全了解这是如何发生的，但是我们有理由去担心：地球有一天会步入火星的后尘，最终变成一颗荒芜星球，那些幸存下来的生命只能转移到极端的地方，而不像现在这样无处不在。
来源： NASA
美国国家航空航天局的Maven(火星大气与挥发物演化任务)就是要弄清楚火星是如何变成这样的。通过测量火星大气如何与太阳相互作用，原子和离子——这些粒子是如何被吹离火星并消失在太空深处的，通过研究太阳风、极光和其他大气效应，我们不仅可以得知火星目前正在发生怎样的变化，还可以弄清楚它是怎样变成一个如此荒凉的的世界。此外，专家号于2013年发射，具备与火星轨道上的漫游者号、着陆者号和其他卫星通信的能力，这意味着它可以同时从多个点提取有用的数据，而不用向地球发射需要20分钟才能返回火星的信号。
图解：海盗号（英文：Viking 1）是美国国家航空航天局维京号计划中两艘飞往火星中的第一艘。
来源© NASA / Viking 1
之前，Maven(火星大气与挥发物演化任务)的代表团宣布了他们的第一个科学结果，我们的发现极大地证实了我们的预期，以及一些令人难以置信的精确细节：在太阳系最初的几亿年里，火星拥有丰富而活跃的水，有海洋、河流、降雨等等。但是，在火星形成后不到十亿年的某个时间点，它的全球磁场不复存在，保护星球不受太阳风侵害的主要力量也就消失不见了。
通过对火星大气顶层的测量，我们得知太阳风中快速移动的粒子大部分都是质子——撞击这颗红色星球的速度约为每小时100万英里(44.7万米/秒，约为光速的0.15%)，速度之快令人难以置信。
这些与火星发生碰撞的粒子速度非常快，所以他们有足够的能量逃离火星的引力；目前，火星每一秒大约会失去100克(四分之一磅)大气。
图解：太阳风与火星高层大气相互作用，但由于全球磁场(艺术家的概念)而偏离地球。
来源：NASA
此外，火星的大气层和地球的大气一样，偶尔也会被太阳耀斑/风暴撞击。不同的是，我们的磁场可以将这些粒子吸入两极，形成极光，而火星上没有全球磁场，这就意味着在星球上的任何地方都可以感受到风暴！即使是在风暴很弱的时候，大气的损失率也会增加10到20倍（这意味着你每秒损失的不是1 / 4磅的大气，而是每一秒钟都遭受着极大的损失），到了晚上，在这颗星球表面的一个地方都可以看到极光，这是非常壮观的。
在太阳风暴(右)期间，与正常的太阳风条件(左)相比，火星的大气损失急剧增加。
来源：NASA
我们还了解到大气的流失是渐进的，要花上几千万年的时间，这意味着两件重要的事情：
如果在火星的早期有生命存在的话，我们有理由相信，在大气逐渐变化的过程中，它们已经进化到可以找到一个合适的位置，甚至可能生存到今天。
如果我们决定通过人工创造一个稠密的大气层来改造火星的话，那么在我们需要补充它之前，它可以存在数百万年。
有趣的是，如果我们不对火星进行任何干预，就目前火星大气损失率来看，在20亿年之后，火星将会丢失所有的空气，变成一个类似水星或月球的世界。
图解：这些数据基于维基百科上太阳系天体大小的列表
来源：Imgur user stopitcharlesgetoutofmyhead
除此之外，在过去可能还有其它因素在起作用，但Maven也不能告诉我们。如果火星被小行星撞击过，这可能使它失去相当多的大气；如果太阳耀斑在太阳系早期更普遍的话（它们应该是这样，但我们不知道），那么早期的大气损失可能会更多；其他因素如溅射、热逃逸和光化学过程也可能导致大气损失。Maven只告诉我们了一部分;这恰好也是我们认为最主要的一个因素。
好消息是，就像机遇号火星探测车一样，Maven的表现不仅完全符合预期，而且在某些方面甚至超过了它的设计效益。它带给了我们两个巨大的惊喜：其一是弥漫分布在整个星球的极光，另一个是一种被称为“瞬态金属层”的现象，这是我们在星际尘埃与火星碰撞时所看到的，它在火星上层大气中留下了一层富含重元素(主要是金属)的薄层。随着任务的继续，我们一定会得知更多的信息。
来源：NASA
请注意，这对我们来说是一个好消息：地球上的磁场在短期内没有消失的迹象。它的核心能量可能发生翻转和反转，即南北极交换，但在可预知的未来（至少在几十亿年里是肯定的），我们应该会继续受到保护，不会遭受太阳风的侵害。我们可以想象，有一天我们会遭受和火星一样的命运，但在那之前，我们很可能会被炎热的太阳烤焦。
作者: startswithabang
FY: Voyager
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
本文来自投稿，不代表本人立场，如若转载，请注明出处：http://www.sosokankan.com/article/3129533.html