一幅插图(不按比例)显示了火星和地球围绕太阳运行。

(图片来源:uux.cn/Robert Lea/美国国家航空航天局)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):科学家们发现了地质证据,证明火星和地球之间的引力相互作用推动了240万年的深海环流和全球变暖循环。
火星与地球海洋和气候之间的惊人联系见证了深层洋流的兴衰,这与太阳能增加和气候变暖有关。
这项研究可能有助于揭示地质时间尺度上的气候变化是如何影响海洋循环的,而不是人类目前通过温室气体排放造成的气候变化。
研究小组成员表示,这些知识可以帮助研究人员在未来创建更好的气候模型。
追踪恐龙时代的海洋动力学
由悉尼大学科学家Adriana Dutkiewicz领导的研究小组开始调查当地球气候变暖时,海底洋流是变得更加强劲还是更加缓慢。
为了做到这一点,Dutkiewicz和他的同事使用了半个世纪以来从全球数百个地点收集的科学钻探数据。
这些数据使他们能够了解过去50年来深海洋流的强度。
为了进一步追溯到大约6500万年前,几乎可以追溯到恐龙时代,他们研究了地球的深海沉积物记录。
这使他们能够检查地球轨道的变化是否与沉积变化有关。
该团队发现了240万年的周期,即“天文大周期”,与地球和火星的轨道有关。

Dutkiewicz说:“在我们的深海沉积数据中,我们惊讶地发现了这240万年的周期。
”。
“只有一种方法可以解释它们:它们与火星和地球绕太阳运行的相互作用循环有关。
”
科学家们早就知道天文大周期,但很少在地球地质学中得到证明。
该研究的合著者、悉尼大学的Dietmar Müller解释了地球和火星的轨道如何导致海洋的变化。
他说:“太阳系中行星的重力场相互干扰,这种被称为共振的相互作用改变了行星离心率,这是衡量它们轨道接近圆形的指标。
”。
在地球上,这导致了我们的星球从太阳接收到更多辐射的时期,从而创造了更温暖的气候。
240万年的周期包含了深海记录的“突破”,这些突破表明了海洋环流更加活跃的时期。
该团队的研究结果表明,水的循环运动在海洋深处造成了小漩涡或“漩涡”,这是海洋变暖的一个重要因素。
这些涡流可能有助于抵消海洋停滞,许多科学家预测,随着大西洋经向翻转环流(AMOC)的减缓,海洋停滞将随之而来。
AMOC是一个巨大的洋流系统,将温暖的海水从热带输送到北大西洋。
它负责驱动墨西哥湾流并维持欧洲温暖的气候。

基于地球观测卫星数据的墨西哥湾流可视化。
(图片来源:uux.cn/哥白尼)
穆勒说:“我们知道,至少有两种不同的机制有助于海洋深水混合的活力。
AMOC就是其中之一,但深海涡旋似乎在温暖气候中对保持海洋通风起着重要作用。
”。
“当然,就将水团从低纬度输送到高纬度以及从高纬度输送到低纬度而言,这不会产生与AMOC相同的效果。
”
这些漩涡通常会到达深海海底,也被称为“深海海底”。
一旦连接到深海海底,这些巨大的漩涡可能会引起侵蚀,并形成大型的雪堆状沉积物,称为“等深岩”
Dutkiewicz总结道:“我们跨越6500万年的深海数据表明,温暖的海洋有更强劲的深层环流。
”。
“即使AMOC速度减慢或完全停止,这也有可能防止海洋停滞。
”
该团队还不知道地球和火星轨道及其产生的海洋动力学之间的相互作用如何影响未来地球海洋中的生命。
尽管如此,这些发现可能会带来更有力的气候建模和预测。
该团队的研究于周二(3月12日)发表在《自然通讯》杂志上。
如果任务成功,这将是人类首次从火星及其卫星采集样本并带回地球进行实验室分析。
该项目名为“火星卫星探测”(MMX)的任务,由日本宇宙航空研究开发机构主导,探测器预计将于2027年8月抵达火卫一。
科学家希望借助该项任务,解开火星两颗卫星的形成之谜。
英国自然历史博物馆教授萨拉·拉奎尔是MMX任务样本分析团队的副负责人。
她表示,此前还没有任何航天项目成功从火卫一采集样本并将其带回地球。
“我认为,这是一项极具野心且充满乐趣的任务。
” 太阳系内侧只有三颗天然卫星:地球的卫星月球,以及火星的两颗卫星:火卫一和火卫二。
火星卫星的体积都很小,火卫一的直径约为20公里,火卫二的直径约为10公里。
外形也不规则,看起来有些像太空土豆。
MMX探测器将先对火卫二进行观测,随后把重点转向火卫一。
任务团队计划先投放一辆小型探测车来勘察地形,但这并非易事。
拉奎尔解释说,此前人类从未在体积如此小的卫星上成功部署探测车。
“火卫一自身的引力非常微弱,它紧邻引力强大的火星,火星的引力会增加探测车着陆的难度。
”她解释说。
完成地形勘察后,MMX探测器将确定在火卫一上着陆的地点,再利用机械臂和两套采样装置进行取样。
这些样本将被装入一个小型太空舱,该太空舱预计于2031年返回地球,降落在澳大利亚南部的伍默拉沙漠。
此次任务计划带回的样本总量仅10克。
“样本量实际上很小。
”英国莱斯特大学研究人员克里萨·阿夫德利杜称,“但即使是只有一颗微粒,也足以开展多项研究。
科学家不需要带回数公斤的材料才能进行科学分析,因此取得的每一克样本都物有所值。
” 科学家希望,这些样本能够最终解开火星两颗卫星的起源之谜。
学界目前主要存在两种假说。
一种观点认为,在火星形成初期,一颗小行星或其他天体撞击了火星,撞击产生的碎片最终形成了火卫一和火卫二。
另一种观点则认为,这两颗卫星原本来自太阳系外围的游荡小行星,后来被火星的引力捕获。
“当我们拿到样本后,我们将详细分析其化学成分和矿物组成,再将假设对应的样本特征存在明显差异。
”拉奎尔并表示,“应该很快就能判断……哪一种假说更符合实际情况。
我们很快就会得出结论。
” 研究团队还期待,这次任务能够带来一个额外的惊喜:样本中可能包含来自火星本身的物质。
“令人感到十分兴奋的是,火卫一距离火星表面非常近,当其他天体撞击火星时,撞击产生的部分微小颗粒可能会飞溅出来,并随着落在火卫一上。
”拉奎尔指出,“这意味着探测器采集的样本中可能不仅有火卫一自身的物质,还包含来自火星的颗粒。
这将为研究火星的物质组成和演化历史提供直接证据。
” 将火星物质带回地球,一直是行星科学领域的重要目标。
美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”火星车自2021年以来一直在火星表面开展探测,并将采集到的样本封存在专用容器中。
然而,由于美国会停止拨款,原计划由美国国家航空航天局和欧洲航天局联合实施的火星样本取回任务最终被取消。
与此同时,中国也正计划开展火星采样返回任务,航天器预计于2028年发射,力争在2031年将火星样本带回地球。
事实上,地球上已经存在一些来自火星的物质,它们以火星陨石的形式留存下来。
这些陨石原本属于火星,在小行星等天体撞击火星时被抛射到太空,随后飞向地球。
不过,火星陨石十分稀少,而且一旦抵达地球,就会受到地球环境的污染,与空气、尘埃、土壤和水发生接触。
因此科学家非常希望能获取到直接从火星及其卫星表面采集的样本,因为这些样本可以最大限度地保留其原始状态。
(本文来自张朝阳的英语课,更多国际新闻,欢迎关注搜狐视频关注流张朝阳的英语课)
该探测器将对火星的卫星“火卫一”进行详细观测,并采样返回地球。
探测器将用约一年时间飞抵火星附近,进入环绕火星的“准卫星轨道”。
在环绕火星运行期间,探测器将对“火卫一”进行详细观测,调查“火卫一”上几十个地点的地形、化学组成等,并确定在“火卫一”上着陆的地点。
此后,探测器将尝试在“火卫一”着陆并采集10克以上的卫星表面砂子和岩石样本。
按计划,探测器将于2030年开始返程,并于2031年带着样本回到地球。
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