关于火星表面曾经如何有水流动的谜团正在加深，一项新的研究表明，这颗红色星球的早期大气层中二氧化碳的含量可能比维持液态水存在所需的含量少数百倍。
尽管火星现在寒冷干燥，但数十年的证据表明，这颗红色星球的表面曾经被河流、溪流、池塘、湖泊，甚至可能是海洋所覆盖。在火星上看到的黑暗、狭窄的线条甚至暗示，每年春天，水可能会沿着一些斜坡向下流动。地球上几乎有水的地方就有生命，因此这些发现增加了火星曾经是生命家园，并且可能仍然存在生命的可能性。
该研究的主要作者、美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家托马斯·布里斯托说：“曾经占据盖尔陨石坑底部的水环境似乎非常适合生命生存——不太热，不太冷，不太酸，不太碱，而且水可能不太咸。” [照片：远古火星湖泊可能支持生命]
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许多科学家认为，远古火星必须比现在温暖得多，才能使这种环境持续存在。因此，先前的工作试图寻找火星曾经在其大气中拥有大量温室气体（如二氧化碳）的迹象，这些气体可以捕获来自太阳的热量。
然而，对火星轨道上方采集的数据进行的分析表明，火星表面几乎没有碳酸盐矿物，而如果火星大气层曾经富含二氧化碳，人们会期望发现这些矿物。为了帮助解开这个谜团，科学家们检查了美国宇航局好奇号探测器在穿越艾奥利斯山（非正式名称为夏普山）较低山坡时，从这颗红色星球表面收集的数据，该山从盖尔陨石坑的中心升起约 3.4 英里（5.5 公里）高。
研究人员分析了大约 35 亿年前由盖尔陨石坑底部的湖泊和河流沉积的火星泥岩、粉砂岩、砂岩和其他沉积岩。他们没有检测到碳酸盐，这表明当时的二氧化碳大气含量比气候模型要求使早期火星足够温暖以保持液态水在其表面上所需的含量低数十到数百倍。
研究小组的成员说，这些发现并不意味着远古火星不湿润。“盖尔陨石坑的沉积证据无可争议地表明了液态水在早期火星表面长期存在，”布里斯托告诉 Space.com。
对这一发现的一种可能解释是，火星表面曾经确实存在碳酸盐，但后来被破坏了。然而，“我们关注的样本中矿物的性质不支持这一结论，”布里斯托说。“它们没有显示出任何遭受酸性侵蚀的迹象，而这种侵蚀本可能在过去溶解掉那里的任何碳酸盐。”
另一种可能性是，早期火星是由其他温室气体（如二氧化硫、甲烷或一氧化二氮）变暖的。
“所有这些其他温室气体的缺点是它们往往非常活跃，因此当您将它们放入大气中时，它们不会停留特别长的时间，”布里斯托说。“因此，由这些类型的温室气体驱动的变暖时期相对较短，这与我们在盖尔陨石坑的观测结果不符，在盖尔陨石坑，我们有证据表明湖泊和河流持续了数十万甚至数百万年。”
其他可能解释早期火星水的场景包括可以使液态水在其下隔绝的冰盖，或者火星轨道的变化使这颗红色星球变暖。“我们的发现意味着科学家必须更深入地思考什么样的机制可以导致地表水的稳定，”布里斯托说。
未来的研究将分析好奇号在上升到艾奥利斯山的过程中收集的更多数据。
“看起来探测器应该在气候过渡期间对远古火星的岩石记录进行采样，因为它逐渐干涸和冷却，”布里斯托说。“我们希望获得更多关于早期火星气候系统如何运作的线索。”
科学家们今天（2月6日）在《美国国家科学院院刊》上在线详细介绍了他们的发现。
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