【导语】

行星科学家在一项最新研究中报告称，火星上一场强烈但范围有限、持续时间较短的局部沙尘暴，在此前被认为水分流失并不活跃的季节，触发了水蒸气向高层大气的异常输送。这一现象被视为火星水分流失机制中此前未被识别的重要途径。

火星水分流失出现“反季节”新通道

现有观测普遍显示，火星大气中水分的大规模流失主要发生在南半球夏季。此时气候较为温暖且多尘，水蒸气可以在未凝结的情况下上升至高层大气，并最终逃逸到太空。

新研究则首次在相反季节记录到不同类型的水分流失过程。研究团队指出，在火星第37年（2023年8月），一场强烈、局部且短暂的沙尘暴在北半球夏季期间发生，显著增强了水蒸气向高层大气的输送。

研究第一作者、安达卢西亚天体物理研究所及东京大学研究员 Adrián Brines 表示，这一发现揭示了此类沙尘暴对火星气候演化的潜在影响，并为理解火星如何在漫长时间尺度上失去大量水分提供了新的研究方向。

小尺度沙尘暴被证实同样关键

长期以来，科学界普遍认为沙尘暴在火星水分逃逸过程中发挥重要作用，但讨论多集中于覆盖范围广、持续时间长的全球性沙尘暴事件。

与此不同，Brines 及其同事的研究结果显示，规模较小的区域性沙尘暴同样能够显著增强水蒸气从低层大气向高层大气的输送，使水分更容易逃逸到太空。这一结论将研究视角从极端的大范围事件扩展至更为常见的局部天气过程。

此前相关研究多聚焦于南半球夏季这一传统意义上的“高水分流失季节”。本次观测则发生在北半球夏季，属于非典型季节情形。

中层大气水蒸气与外逸层氢含量异常升高

研究团队报告称，在火星第37年北半球夏季期间，这场异常沙尘暴导致火星中层大气中的水蒸气含量显著增加，达到平常水平的约十倍。这一现象在此前的火星年份中未曾记录，现有气候模型也未能预先给出类似预期。

研究给出的示意图显示，在局部沙尘暴期间，高浓度尘埃大幅增强了对太阳辐射的吸收，使大气，尤其是中层大气明显升温。同时，与沙尘暴相关的大气环流加强，促进了水蒸气由低层向更高层大气的垂直输送，从而增加了水分注入高层大气的通量，并提升了外逸层中氢原子的逃逸率。

在这次事件之后不久，外逸层——即大气与太空的交界区域——中的氢含量被观测到显著上升，达到以往同季节水平的约 2.5 倍。

研究指出，量化逃逸到太空中的氢含量是评估火星失水总量的关键，因为氢是水分子在大气中分解时最容易被释放并逃逸的成分。

为火星长期失水过程提供新线索

东京大学及东北大学研究员青木翔平表示，这些观测结果为解释火星在数十亿年间失去大量水分的过程提供了新的线索，显示出短暂但强烈的局部事件可能在火星气候演化中发挥重要作用。

相关研究成果已发表于《Communications Earth & Environment》期刊。论文题为《火星北半球夏季非季节性水分逃逸由强烈局部沙尘暴触发》（Non-seasonal water escape during northern summer on Mars triggered by an intense regional dust storm），作者为 A. Brines 等，刊登于 2026 年第 7 卷第 55 号，DOI 为 10.1038/s43247-025-03157-5。