数十亿年前，火星可能和地球很像。它地表拥有大量的水，并且包裹着一层厚厚的大气。如今，在失去了99%的大气后，这颗红色星球变得寒冷、干燥、荒凉。是什么样的浩劫造成了如此巨大的转变？
为了找出答案，美国宇航局的MAVEN（火星大气与挥发物演化）探测器正在绕火星轨道运行，研究其剩余的稀薄大气。MAVEN大约一年前才抵达火星，但探测器已经教会了我们很多东西——事实上，足以写成49篇科学论文。今天，4篇MAVEN论文发表在《科学》杂志上，其余45篇发表在《地球物理学研究快报》上。
最新的数据支持了这一假设：来自太阳的带电粒子——尤其是日冕物质抛射（CMEs）期间喷发出的粒子——在很久以前就对火星的大气层造成了破坏。
就像一个蹒跚学步的孩子，我们年轻的太阳非常活跃和不稳定。那时，它翻滚的表面经常在日冕物质抛射（CMEs）中喷发出巨大的气体和磁场爆发。从CMEs中喷发出的带电粒子向行星流去。
“我们知道年轻的恒星更加活跃，”MAVEN团队的空间物理学家David Brain告诉《大众科学》。“年轻的恒星有更多的太阳风暴，而且风暴更强烈。火星在其历史早期可能就受到了这些风暴的轰击。”
幸运的是，地球的磁场抵挡了大部分带电粒子。火星就没有那么幸运了。尽管这颗行星曾经拥有一个保护性的磁场，但它在某个时候已经消失了。结果，来自CMEs的带电粒子像海啸一样撞击了火星的大气层。
科学家们长期以来一直怀疑，这些CME粒子的撞击可能在火星大气退化中起到了作用。现在， thanks to MAVEN，他们终于可以估计出这个作用有多大。
当太阳的带电粒子撞击火星大气中的分子时，它们会使分子获得足够的能量，从而能够逃离行星。
“火星在其历史早期可能就受到了这些风暴的轰击。”
“我们想了解的是，太阳风暴是否真的对大气层造成了巨大损失，”Brain说。
通过在3月份的一次CME前后观测火星的大气层，MAVEN团队发现，这次CME导致火星大气逃逸的速度加快了10倍。而且，这甚至不是一次特别大的太阳风暴。
尽管如此，“今天的太阳风暴就像一扇窗户，让我们得以一窥火星在数十亿年前可能经历过的情况，”Brain说。“很久以前，当这些事件更加强烈时，这可能就是火星失去大气层的主要方式。”
陨石撞击也可能炸飞了火星大气的一部分，而太阳风——太阳定期喷射出的带电粒子——可能更缓慢地侵蚀了大气层。而且，火星引力不足以 удерживать 大气分子，这对它也没有帮助。但到目前为止，还不清楚每个因素在火星的浩劫中扮演了多重要的角色。
“今天的太阳风暴就像一扇窗户，让我们得以一窥火星在数十亿年前可能经历过的情况。”
火星保护性磁场的消失可能是关键因素，但科学家们不确定这是如何发生的。也许MAVEN，它也正在测量火星磁层的残迹，会提供一些线索来解释发生了什么。
既然我们已经估计出火星大气层在中等强度的太阳风暴中会遭受多大的损害，该团队希望了解更大和更小的风暴如何影响逃逸率。
“我们想知道当太阳活动增强或减弱时，这些数字会如何变化，”Brain说。“一旦我们了解了数字的变化方式，我们就可以真正地回溯过去。”
