火卫一照片，由美国航天航空局（NASA）火星勘测轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter）上的高分辨率成像科学实验相机拍摄于2008年3月23日。
一项最新的研究结果表明，绕火星运行的火卫一会穿过一股来自火星大气层的带电粒子流。自火星大气层剥落后，这些氧、碳、氮和氩的带电粒子或离子已经逸散了数十亿年。科学家们预测，其中一部分离子曾撞击并没入火卫一的表面，保存在其最浅层地表中。相关论文于当地时间2月1日发表在《自然•地球科学》杂志中。
火星曾有浓厚的大气层，足以支撑其表面的液态水。但如今，火星大气密度还不到地球的1%。研究人员表示，在地球实验室中分析火卫一的土壤，也许可以揭示火星大气演变过程中的关键信息。
论文第一作者、美国加州大学伯克利分校空间科学实验室的研究员Quentin Nénon介绍道：“我们知道，火星的大气层流失到了太空中。现在我们还知道，火卫一是其中部分大气粒子的最终归宿。”
作为火星的两大卫星之一，火卫一的轨道离火星非常接近，大约是月地轨道的60分之一（表面到表面的测量结果）。其外观奇特，表面坑坑洼洼，直径是月球的百分之一。就像月球被地球锁定一样，火卫一与火星呈潮汐锁定状态，因此只有固定一面朝向火星。这使得其近火星面的岩石数千年来一直沐浴在从火星“飞奔而来”的原子和分子中。
Nénon的研究表明，火卫一近火星面的最表层遭受的火星游离离子冲击比远火星面多20到100倍。Nénon说：“一旦有了来自近火星面的样本，我们就可以在浅层的岩石颗粒中'翻开'火星的大气历史档案，而在颗粒更深处，我们还能看到火卫一的原始成分。”
Nénon研究小组通过分析NASA火星大气和挥发性演化（MAVEN）航天器的数据，得到了这次的研究结论。六年多来，MAVEN一直在火星运行轨道上收集数据。借助MAVEN上的超热和热离子组成仪器（STATIC），研究人员测量了火卫一轨道上飞入粒子的动能和速度，并计算出了粒子质量。根据质量数据，STATIC便可以确定哪些粒子来自火星，而非太阳——太阳释放出的破坏大气层的离子，质量要小得多。随后，科学家们估算了有多少离子可以到达火卫一的表面，以及它们可以抵达的深度（不超过几百纳米，约比人类头发的直径小250倍)。
论文的另一位作者、空间科学实验室的副研究员Andrew Poppe评价道：“Nénon吸取了月球和太阳系其他卫星的调查研究经验，并首次将同样的方法应用到火卫一上。”
事实上，通过卫星来研究其主行星是一种常见方法。诸如月球的卫星，没有大气，也无风无水，其表面存储的远古地质线索从未被剥离，因此，科学家们认为它们是记录着早期太阳系历史的最佳“档案”。“我们从阿波罗的样本中看到，月球一直耐心地记录着来自太阳和地球的一个个原子。”
科界原创 编译：朱明逸 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《自然•地球科学》
期刊编号：1752-0894
原文链接：https://phys.org/news/2021-02-surface-phobos-reveal-secrets-martian.html
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