大约在40亿年前，地球的近邻，红色星球——火星，曾经历了温暖湿润的时期，那时，火星有较厚的大气层，地面也有河水流淌，一些科学家认为，这种环境使得早期火星成为非常特别的星球，它曾是一颗有机会孕育出生命的行星。
大约在40亿年前，地球的近邻，红色星球——火星，曾经历了温暖湿润的时期，那时，火星有较厚的大气层，地面也有河水流淌，一些科学家认为，这种环境使得早期火星成为非常特别的星球，它曾是一颗有机会孕育出生命的行星。
今天的火星十分干旱，早已不见曾经的湿润景象，只剩下遍布的火山、无垠的沙漠以及幽深而干燥的裂谷。它的大气层很薄，不足以维持住液态水。这种强烈的气候变迁，与火星在岁月的长河中，逐渐失去了早期厚厚的大气密切相关。
近年来，美国宇航局通过火星大气与挥发物演化探测器（NASA’s Mars Atmosphere and Volatile Evolution，简称MAVEN），了解了很多有关火星大气的情况。2015年，MAVEN团队曾宣布，他们已经确定了当前在太阳风的剥离作用下，火星大气向太空中散逸的速率。
图片：火星大气与挥发物演化探测器 来源：nasa官网
研究的数据是MAVEN在2015年3月8日的一次行星际日冕物质抛射过程中收集的（interplanetary coronal mass ejection，简称ICME，日冕物质抛射是巨大的、携带磁力线的泡沫状气体，被从太阳抛射出来的过程，当抛射物抵达行星时被称为行星际日冕物质抛射）。
测量表明，太阳风以大约每秒100克的速度剥离着火星大气层的气体。在太阳风暴期间，大气散逸的程度显著增加（可能增加了20倍）。太阳风是从太阳表面不断吹出的高速带电粒子流。几十亿年前，当时的太阳更年轻、活动更加剧烈，那时的太阳风和太阳风暴应该也都比现在强烈得多，因此，早期火星大气向太空中散逸的速率可能比现在也要高得多。
大约在40亿年前，地球的近邻，红色星球——火星，曾经历了温暖湿润的时期，那时，火星有较厚的大气层，地面也有河水流淌，一些科学家认为，这种环境使得早期火星成为非常特别的星球，它曾是一颗有机会孕育出生命的行星。
今天的火星十分干旱，早已不见曾经的湿润景象，只剩下遍布的火山、无垠的沙漠以及幽深而干燥的裂谷。它的大气层很薄，不足以维持住液态水。这种强烈的气候变迁，与火星在岁月的长河中，逐渐失去了早期厚厚的大气密切相关。
近年来，美国宇航局通过火星大气与挥发物演化探测器（NASA’s Mars Atmosphere and Volatile Evolution，简称MAVEN），了解了很多有关火星大气的情况。2015年，MAVEN团队曾宣布，他们已经确定了当前在太阳风的剥离作用下，火星大气向太空中散逸的速率。
图片：火星大气与挥发物演化探测器 来源：nasa官网
研究的数据是MAVEN在2015年3月8日的一次行星际日冕物质抛射过程中收集的（interplanetary coronal mass ejection，简称ICME，日冕物质抛射是巨大的、携带磁力线的泡沫状气体，被从太阳抛射出来的过程，当抛射物抵达行星时被称为行星际日冕物质抛射）。
测量表明，太阳风以大约每秒100克的速度剥离着火星大气层的气体。在太阳风暴期间，大气散逸的程度显著增加（可能增加了20倍）。太阳风是从太阳表面不断吹出的高速带电粒子流。几十亿年前，当时的太阳更年轻、活动更加剧烈，那时的太阳风和太阳风暴应该也都比现在强烈得多，因此，早期火星大气向太空中散逸的速率可能比现在也要高得多。
这次研究之后，MAVEN项目的科学家继续深入揭秘火星大气。项目负责人、科罗拉多大学博尔德分校的研究员Bruce Jakosky博士介绍到：“我们已经确定，火星大气中的气体一直以来都在向太空流失。”——他们的研究显示，曾经存在于火星大气中的约65%的氩气已流失到太空中。这个结论也是科学家们第一次预测长期以来，火星的大气层在太阳风和辐射的洗礼下，到底有多少气体被剥离。
今天，液态水无法稳定地存在于火星表面，主要就是因为火星的大气层太冷太薄不能维持住水分。不过，火星表面干燥的河床，和只能由液态水的存在而形成的矿物质等证据都表明，古代火星的气候与现在截然不同，当时应该足够温暖，大气层的厚度足以保持水分，很长的一段时间内都有河水在地表流淌。
图片： 火星表面过去的河流系统留下的痕迹。 来自：nasa官网
有较多原因会导致行星失去它的一部分大气。例如，化学反应会将一些大气中的成分锁入地表的岩石，母恒星的恒星风和辐射也会侵蚀大气层。
此次的研究测量了火星大气中两种不同的氩气同位素的丰度。同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同，例如，氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但它们的原子核中却分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。由于中子数不同，同位素的质量也不相同。两个同位素中的较轻者更容易散逸到太空，大气中剩下的气体就将富含较重的同位素。MAVEN项目团队就是利用在上层大气和地面测得的两种同位素的相对丰度来估计已经流失到太空中的大气气体的比例。
之所以选择氩气进行测量，是因为它是一种堕性气体，不能发生化学反应，因此它不会经化学反应进入岩石；能将堕性气体转移到太空中的唯一过程，就是太阳风的溅射（‘sputtering’ by the solar wind）。在溅射过程中，由太阳风拾取的离子可以高速撞击火星，并将大气气体以物理的方式撞击到太空中。
图片：显示由于溅射过程，火星的大气随着时间推移而逐渐失去氩气和其他气体。