根据圣路易斯华盛顿大学行星科学家的最新研究，火星的宜居性受到其体积小的限制。
这幅艺术家的作品展示了大约40亿年前火星的样子。图片来源:M. Kornmesser / ESO。
“火星的命运从一开始就被决定了，”资深作者、圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学系研究员王坤博士说。
“岩石行星的大小可能有一个临界值，以保持足够的水，以支持可居住和板块构造，质量超过火星。”
在这项研究中，王博士和他的同事利用钾的稳定同位素来估计挥发性元素在不同行星上的存在、分布和丰度。
他们决定用钾作为一种更容易挥发的元素和化合物的示踪剂，比如水。
这是一种相对较新的方法，不同于以往通过遥感和化学分析收集的钾钍比来确定火星曾经有过的挥发物的数量的尝试。
研究人员测量了之前确认的20块火星陨石的钾同位素组成，这些陨石被选为红色星球的大块硅酸盐组成的代表。
通过这种方法，他们确定火星在形成过程中比地球损失了更多的钾和其他挥发物，但保留了比月球和小行星灶神星更多的这些挥发物，这两个天体比地球和火星小得多，也干燥得多。
他们发现了身体大小和钾同位素组成之间明确的关联。
“在分化的行星中，挥发性元素及其化合物的丰度远远低于原始未分化的陨石，这是一个长期存在的问题，”合著者Katharina Lodders博士说，她也来自圣路易斯华盛顿大学地球和行星科学系。
“钾同位素组成与行星重力相关性的发现是一项新发现，对于不同行星何时以及如何接收和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。”
“火星陨石是我们可以用来研究火星整体化学组成的唯一样本，”王博士说。
“这些火星陨石的年龄从数亿年到40亿年不等，记录了火星不稳定的演化历史。”
“通过测量中等挥发性元素的同位素，比如钾，我们可以推断出大部分行星的挥发性耗尽程度，并在不同的太阳系天体之间进行比较。”
“火星表面曾经有液态水，这是无可争议的，但仅凭遥感和漫游者研究，很难量化火星上曾经有多少水，”王博士说。
“有很多关于火星水分含量的模型。在其中一些地区，早期的火星甚至比地球还要潮湿。我们认为情况并非如此。”
的研究今天刊登在美国国家科学院院刊．
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田震等．2021.火星的钾同位素组成揭示了行星挥发性保留机制。PNAS118 (39): e2101155118;doi: 10.1073 / pnas.2101155118
