科学家通过最新研究发现，古代火星可能拥有温暖潮湿的气候，雨水或雪水塑造了山谷和湖泊，为火星表面留下水流痕迹。
参观古老的火星，你会看到一个出乎意料的温带星球：雪花或雨水从天而降，河流沿着山谷蜿蜒奔流，为数百个湖泊注入水源。
科罗拉多大学博尔德分校的地质学家们通过一项新的研究描绘了这颗红色星球曾经的相对温暖和潮湿状态，与今天寒冷干燥的火星截然不同。研究表明，强降水可能在数十亿年前滋养了形成火星表面山谷和通道网络的水流，为长期存在的行星科学争论提供了新证据。
这项研究由阿曼达·斯特克尔（Amanda Steckel）领导，她于 2024 年在科罗拉多大学博尔德分校获得地质科学博士学位。研究成果于 4 月 21 日发表在《地球物理研究杂志：行星》上。斯特克尔目前在加州理工学院工作，她指出：“你可以在谷歌地球上观察犹他州的地形，会发现与火星相似的特征。”
科学家普遍认为，约在 41 亿至 37 亿年前的诺亚纪期间，火星表面至少存在部分水源。然而，这些水的来源长期以来一直未解。一些研究者认为古代火星一直寒冷干燥，因为当时年轻的太阳亮度仅为现在的 75%。大范围冰盖可能覆盖了火星赤道高地，仅偶尔短时间融化。
在这项研究中，斯特克尔和团队尝试验证古火星的“温暖潮湿理论”与“寒冷干燥理论”。研究人员通过计算机模拟，探索数十亿年前水流如何塑造火星地表。结果显示，降水——无论是雨还是雪——都可能形成今日仍可观察到的山谷和源头分布模式。
斯特克尔表示：“我们看到这些山谷从广泛海拔开始，很难仅凭冰融解释。”
火星与地球的相似之处
卫星图像显示，火星表面仍保留着水的痕迹。赤道附近，高地延伸出巨大的分支通道网络，汇入湖泊甚至可能的海洋。NASA 的毅力号火星车于 2021 年登陆杰泽罗陨石坑，该区域曾是一个古老湖泊，诺亚纪时期一条河流在火山口底沉积形成三角洲。
科罗拉多大学博尔德分校的大气与空间物理实验室科学家布莱恩·海内克（Brian Hynek）表示：“沉积这些巨石需要数米深的流水。”
数字模拟重建古火星
为研究古火星的水文历史，斯特克尔及同事创建了部分火星地形的数字模型。他们借鉴格雷戈里·塔克（Gregory Tucker）教授为地球研究开发的计算机模拟软件，在合成火星地形上添加降水或融化冰盖，并让水流动数万至数十万年。
模拟结果显示，当仅依靠冰盖融化时，谷头主要出现在高海拔冰边缘附近；而在降水模型中，谷头分布更广，从地球平均海拔以下到 11,000 英尺以上均有形成。与 NASA 的卫星观测数据对比，降水模型更贴近火星实际地貌。
研究人员指出，这些发现并非火星古代气候的最终结论，尤其是地球如何维持温暖以支持降水仍存在未知。但海内克表示，这项研究为理解另一颗行星的历史提供了新视角，也帮助我们更好地认识地球。
“流水侵蚀停止后，火星几乎被冻结，可能仍然与 35 亿年前的地球相似。”
本文译自：sciencedaily ，由olaola编辑发布