大约四十亿年前，火星是温暖的。水在厚厚的大气层下流淌在湖泊和河流中。但随后发生了一些灾难性的事情。火星隔绝的大气层几乎消失了。暴露在严酷的太空环境中，这颗红色星球变成了如今干燥、冰冻的荒原。
直到现在，这失踪的大气层一直让科学家们困惑；它是丢失在太空中了，还是被火星地壳重新吸收了？来自NASA的火星大气和挥发物演化（MAVEN）任务的新数据正在平息争论。Bruce Jakowski和MAVEN团队的其他成员计算出，火星大部分大气层都吹散在太阳风中了。
科学家们一直知道，即使在今天，火星仍在向太空流失部分大气层，但这些新发现是首次量化这一过程在火星历史上的重要性。
“我们的结论是，火星大部分大气层已经丢失到太空，而不是被锁定在星球上，”Jakowski说。“这是大气层流失的主要原因，如果不是最主要的原因的话。”
MAVEN对惰性气体氩的测量是解决这个谜团的关键。
带电问题
来自太阳的带电粒子流被称为太阳风。当这些带电粒子撞击大气层中的分子时，它们会剥离分子的一些电子，产生离子。太阳风很容易捕获这些新的带电粒子并将它们带入太空。或者新形成的离子会像台球比赛中的开球一样撞击其他分子，使分子向四面八方飞散。“一些会被撞出太空，”Jakowski说。
他和他的团队知道，太阳风会优先捕获和清除较轻的分子，因为较轻的分子更有可能漂浮到大气层高处，在那里太阳风会撞击。通过比较大气层不同高度的氩-36和氩-38（中子数为36和38的原子）的浓度，研究人员能够分辨出较轻的氩-36在一段时间内被剥离了多少。
然后，他们利用这些信息来模拟太阳风对火星大气层中其他类型分子的影响。他们得出结论，在过去大约四十亿年的时间里，火星约有66%的大气层已经逃逸到太空。
改造火星的麻烦
接下来，MAVEN团队希望更深入地研究火星大气层中其他同位素随时间的变化。碳特别值得关注，因为二氧化碳具有保温作用，而氧和氢是我们所知的生命的其他必需成分。Jakowski表示，团队选择首先研究氩，因为它最简单。
“碳非常复杂，因为许多因素都会影响它，”Jakowski说。它在大气层中的浓度取决于季节，因为它在冬季会冻结在极地冰盖上，而在温暖的月份则升华为蒸汽。它还会发生化学反应形成多种分子。“氩更简单，因为它一旦进入大气层，就呈非反应性，它只会留在那里。”
Jakowski说，火星大气层消失的谜团目前只解开了大部分。尽管大部分大气层丢失到太空，但地壳吸收和其他过程可能在消失中也起到了次要作用。
不幸的是，这些发现可能会给那些（咳嗽咳嗽埃隆·马斯克）建议我们通过释放厚厚的二氧化碳和其他温室气体层来使火星变暖、变得更像地球的人带来困难。
改造火星如果碳只是沉淀在极地冰盖和火星岩石中，并耐心等待人类释放，那会容易得多。但就目前情况来看，火星大部分碳已经永远消失了。Jakowski说，剩下的不足以形成足够厚的大气层供人类舒适居住。
“如果二氧化碳已经丢失到太空，那么它就不再在这个星球上被调动并放回大气层了，”Jakowski说。“我们说的是，利用火星上找到的成分，无法改造火星。”
但不要绝望，埃隆·马斯克。我们可以带自己的碳。天知道，我们在地球上有足够的碳。
