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Hydrogen escape from Mars is driven by seasonal and dust storm transport of water
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2020-11-12 , DOI: 10.1126/science.aba5229
Shane W. Stone 1 , Roger V. Yelle 1 , Mehdi Benna 2, 3 , Daniel Y. Lo 1 , Meredith K. Elrod 2, 4 , Paul R. Mahaffy 5
Affiliation  

Dust storms cause Mars to lose water Mars was once a wet planet, but it has lost most of its water through reactions that produce hydrogen, which escapes from the upper atmosphere into space. Stone et al. used data from the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft to study how water is transported to the upper atmosphere and converted to hydrogen. They found that water can reach higher altitudes than previously thought, especially during global or regional dust storms. Photochemical modeling shows that this process dominates the current loss of water from Mars and influenced the evolution of its climate. Science, this issue p. 824 Transport of water to the upper atmosphere of Mars is driven by the seasons and dust storms, dominating the planet’s water loss to space. Mars has lost most of its once-abundant water to space, leaving the planet cold and dry. In standard models, molecular hydrogen produced from water in the lower atmosphere diffuses into the upper atmosphere where it is dissociated, producing atomic hydrogen, which is lost. Using observations from the Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer on the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft, we demonstrate that water is instead transported directly to the upper atmosphere, then dissociated by ions to produce atomic hydrogen. The water abundance in the upper atmosphere varied seasonally, peaking in southern summer, and surged during dust storms, including the 2018 global dust storm. We calculate that this transport of water dominates the present-day loss of atomic hydrogen to space and influenced the evolution of Mars’ climate.

中文翻译:

从火星逃逸的氢是由水的季节性和沙尘暴传输驱动的

沙尘暴导致火星失水 火星曾经是一个潮湿的星球,但它通过产生氢气的反应失去了大部分水,氢气从高层大气逃逸到太空。斯通等人。使用来自火星大气和挥发性演化航天器的数据来研究水如何运输到高层大气并转化为氢气。他们发现水可以达到比以前想象的更高的高度,尤其是在全球或区域性沙尘暴期间。光化学模型表明,这一过程主导了火星目前的水分流失,并影响了其气候的演变。科学,这个问题 p。824 水向火星上层大气的输送是由季节和沙尘暴驱动的,主要是行星向太空流失的水分。火星已经失去了大部分曾经丰富的水到太空,离开地球寒冷干燥。在标准模型中,由低层大气中的水产生的分子氢扩散到高层大气中,在那里分解,产生原子氢,然后丢失。利用中性气体和离子质谱仪对火星大气和挥发性演化航天器的观察,我们证明了水被直接输送到高层大气,然后被离子分解以产生原子氢。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。由低层大气中的水产生的分子氢扩散到高层大气中分解,产生原子氢,然后丢失。利用中性气体和离子质谱仪对火星大气和挥发性演化航天器的观察,我们证明了水被直接输送到高层大气,然后被离子分解以产生原子氢。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。由低层大气中的水产生的分子氢扩散到高层大气中分解,产生原子氢,然后丢失。使用中性气体和离子质谱仪对火星大气和挥发性演化航天器的观察,我们证明了水被直接输送到高层大气,然后被离子分解以产生原子氢。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。利用中性气体和离子质谱仪对火星大气和挥发性演化航天器的观察,我们证明了水被直接输送到高层大气,然后被离子分解以产生原子氢。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。利用中性气体和离子质谱仪对火星大气和挥发性演化航天器的观察,我们证明了水被直接输送到高层大气,然后被离子分解以产生原子氢。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。高层大气中的水丰度随季节变化,在南部夏季达到峰值,并在沙尘暴期间激增,包括 2018 年全球沙尘暴。我们计算出,这种水的运输主导了当今原子氢向太空的流失,并影响了火星气候的演变。
更新日期:2020-11-12
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