在许多行星科学家眼中，火星北半球的表面长期以来看起来像是曾经包含一片海洋。现在它也“听起来”是这样的。
一艘配备了探测雷达的欧洲航天器，通过向红色星球发射无线电波来探测其构成，已经识别出火星北部似乎是沉积物。根据一月份发表在《地球物理研究快报》上的一项研究，这些可能与冰混合的沉积物将代表大约三十亿年前存在过的浅海的遗迹。
先前关于火星古代北部海洋的证据来自对某些地形作为海岸线的颇具争议的解释、北部地形的显著平坦性以及似乎是沉积物的表面的存在。
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这项新研究基于欧洲航天局的火星快车轨道飞行器上的 MARSIS 仪器进行的一系列雷达探测，该轨道飞行器自 2003 年以来一直在环绕红色星球运行。（MARSIS 代表火星地下和电离层探测高级雷达。）“我们绘制了整个星球表面回波强度的地图，”首席研究作者 Jérémie Mouginot 说，他是加州大学尔湾分校地球系统科学的副项目科学家。在北部大平原构造中，这是一个靠近火星北极的地质沉积层，长期以来一直被怀疑是沉积成因，雷达反射率非常低——低于如果该构造是火山岩而非沉积岩的预期。“我们看到的唯一解释是沉积物，”穆吉诺说。“这些沉积物来自将沉积物放在那里的流动或浅海。”
对该构造的沉积解释与美国宇航局火星勘测轨道飞行器上的另一个探测雷达获得的数据相符，该轨道飞行器几年前对该区域进行了调查。该轨道飞行器的 SHARAD（浅层雷达）仪器表明，北部大平原构造包含覆盖火山平原的大量沉积层。
根据火星快车号确定的沉积物范围，海洋本应覆盖北部平原的广阔区域，但时间不会很长。大约三十亿年前，火星似乎有足够的地热活动来融化大量地下水并供给一个浅海，可能深达 100 米。（穆吉诺指出，火星上也可能存在更原始的海洋，这可能是假定的海岸线的原因。）“我认为我们这里发生的是一些突发洪水事件，或者类似的事情，覆盖了北部平原，”穆吉诺说。但是，环境会太冷太干燥，无法在地质时间尺度上维持大量水体。在大约一百万年内，海洋将重新冻结并被埋在地下或以蒸汽形式逸出。
北部大平原构造的雷达反射率可以用单独存在的沉积物或与冰混合的沉积物来解释。因此，海洋本身的一些地下残余物有可能仍然存在。但夏威夷大学马诺阿分校天文研究所的行星科学家诺伯特·朔尔戈费尔认为，这似乎是一个相当遥远的可能性，他没有参与这项研究。“更可能的是沉积物，因为冰很难在那里保存很长时间，”他说。“从物理学角度来看，冰很可能已经消失了。”
新的雷达数据为长期以来关于广阔水体覆盖火星北部的愿景提供了支持——但不是无可辩驳的事实真相。“古代海洋假说需要一段时间才能被证明达到高科学标准，因为今天可以说它有点被埋没了，”朔尔戈费尔说。人们总是可以怀疑雷达回波的其他解释，雷达回波提供了对给定材料的相对非特异性诊断。尽管如此，“这是古代海洋的又一个证据，”他说。“我开始相信它了。”