（原標題：There's a Hole in Mars' Atmosphere that Spits Hydrogen into Space）

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圖：這是火星數十億年前的模樣，那時它可能還被浩瀚的海洋所覆蓋

目前已知的研究表明，數十億年前的火星其實與地球很像，都是實實在在的“水星”，80%的火星地表都被海洋覆蓋，很可能是個生機勃勃的綠色星球。然而，如今的火星卻顯得死寂而荒涼，那麼火星中曾經充沛的水源哪裏去了？

俄羅斯和德國科學家組成的國家研究團隊對火星水資源進行研究後提出一種理論，認爲火星大氣層中有個大洞，它每隔兩年就會打開一次，將這顆星球上有限的水排入太空中，並將剩餘的水傾倒在火星兩極。

地球上的科學家發現，火星大氣中有很高的水蒸氣柱，而且水正在向火星的兩極遷移。但是直到現在，對於火星的水爲何如此移動、爲何這個曾經被海洋覆蓋的星球卻變成了乾燥的荒蕪之地，還沒有很好的解釋。

火星上空存在的水汽令人感到費解，因爲這顆紅色行星的大氣層似乎可以阻止水循環的過程。研究人員寫道:“火星的中層大氣層溫度太低，無法維持水蒸氣的存在。”那麼水是如何穿過這個中間層屏障的呢？

研究人員通過計算機模擬發現，答案似乎與火星上特有的兩種大氣過程有關：

第一，在地球上，北半球夏天和南半球夏天非常相似。但在火星上卻並非如此，因爲火星軌道離心度比地球軌道要大，爲此它在南半球夏季時距離太陽也近得多，所以火星南半球夏天比北半球夏天要暖和得多。

根據研究人員的模擬，當這種情況發生時，在火星海拔60至90公里的中層大氣中會打開一扇“窗戶”，讓水蒸氣通過並逸入上層大氣中。而在其他時候，由於缺乏陽光，火星的水循環幾乎完全停止。

第二，火星與地球的不同之處還在於，這顆紅色星球經常被巨大的沙塵暴所籠罩。這些沙塵暴通過阻擋太陽光線使火星表面溫度降低。但科學家們的模擬顯示，沒有到達火星表面的光線反而會被困在大氣中，使大氣變暖，進而創造出更適合水移動的環境。

在全球發生沙塵暴的情況下，比如2017年環繞火星的那次，微小的水冰顆粒會在塵埃顆粒周圍形成。這些質量較輕的冰顆粒比其他形式的水更容易漂浮到上層大氣中，所以在這些時期，更多的水進入上層大氣。

研究人員表示，與火星南半球夏季相比，沙塵暴能將更多的水帶入高層大氣。當水穿過中間層邊界，就會發生兩件事：首先，有些水會向南北漂移，流向兩極，最終降落在那裏。

其次，大氣層上層的紫外線也能切斷水分子中氧和氫之間的鍵，導致氫逃逸到太空中，只留下氧氣。研究人員寫道，這個過程可能是火星變得如此乾燥的重要原因之一。