火星因其体积小注定要干燥 无法容纳它的海洋、河流和湖泊吗？

　　一项新的研究表明，火星因其体积小而注定要干燥。

　　通过 NASA 好奇号和毅力号漫游车等机器人探险家的观察，科学家们知道在古代，液态水在火星表面流动：这颗红色星球曾经拥有湖泊、河流和溪流，甚至可能还有一个巨大的海洋，覆盖了很多它的北半球。

　　但是，大约 35 亿年前，地表水几乎全部消失了，与大部分火星大气一起流失到太空中。科学家认为，这种戏剧性的气候变化发生在火星失去全球磁场之后，磁场保护了火星的空气不被来自太阳的带电粒子剥离。

　　但根据这项新研究，这个直接原因被一个更基本的驱动因素所掩盖：火星太小而无法长期保持地表水。

　　“火星的命运从一开始就决定了。”研究合著者、圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学助理教授王昆在一份声明中说。“岩石行星的尺寸要求可能存在一个阈值，以保留足够的水以实现宜居性和板块构造。” 科学家们认为，这个门槛比火星还要大。

　　该研究小组由王实验室的研究生领导，他们检测了20块火星陨石，从中选出了代表这颗红色星球整体成分的陨石。研究人员测量了这些地外岩石中各种钾同位素的丰度，其年龄从2亿年到40亿年不等。(同位素是一种元素的版本，其原子核中含有不同数量的中子。)

　　田和她的同事用钾(化学符号为K)作为示踪物，寻找更“易挥发”的元素和化合物——比如水，它在相对较低的温度下会转变成气相。他们发现火星在形成过程中损失的挥发物比地球多得多，地球的质量大约是红色星球的九倍。但是火星比地球的月亮和329英里宽(530公里)的小行星灶神星更好地保留了它的挥发物，这两个小行星都比红色星球小得多，也更干燥。

　　华盛顿大学地球和行星科学研究教授凯瑟琳娜·洛德德斯(Katharina Lodders)在同一份声明中说:“分化行星中挥发性元素及其化合物的丰度远低于原始未分化陨石的原因是一个长期存在的问题。(“分化”是指内部已经分离成不同层的宇宙体，如地壳、地幔和地核。)

　　“K 同位素组成与行星引力的相关性的发现是一项新发现，对分化的行星何时以及如何接收和丢失其挥发物具有重要的定量意义。”洛德斯说。

　　这项新研究于9 月 20 日在线发表，与之前的工作一起表明，小尺寸对宜居性来说是双重打击。矮脚行星在形成过程中会失去大量的水，它们的全球磁场也相对较早地关闭，导致大气变薄。（相比之下，地球的全球磁场仍然很强，由我们星球深处的发电机提供动力。）

　　团队成员说，这项新工作还可以在我们自己的宇宙后院之外应用。

　　伯尔尼大学空间与宜居性中心的合著者克劳斯·梅兹格 （Klaus Mezger） 说：“这项研究强调，行星的大小范围非常有限，只有足够但不能太多的水才能形成宜居的地表环境。”瑞士在同一份声明中说。“这些结果将指导天文学家在其他太阳系中寻找宜居的系外行星。”

　　“地表环境”免责声明在任何关于宜居性的讨论中都是重要的。例如，科学家认为现代火星仍然支持潜在的支持生命的地下含水层。木星的欧罗巴和土星的土卫二等卫星在其冰雪覆盖的表面下拥有巨大的、可能支持生命的海洋。