火星上的水，到底是从哪里来的？

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“两项研究表明，巨大的地下水储量会周期性地上升到地表。”

火星帕利基尔陨石坑壁上的坡纹表明，火星表面有季节性的液态水渗漏。

美国航天局/喷气推进实验室/亚利桑那大学

科学家们说，就在10亿年前，火星上的河流比地球上的河流要大得多，这可能是由于深含水层中充满了液体。而如今这些液体每年仍可能喷发到火星表面，冲刷陡峭的火星陨石坑壁上的沟壑。

这项发现来自于两项独立的研究，分别发表在《科学进展》和《自然地球科学》杂志上。

在第一项研究中，由伊利诺伊州芝加哥大学的行星科学家埃德温•凯特领导的团队研究了数百条火星河道的高分辨率地图，并将它们流域的大小进行了比较。他的团队发现，虽然这些河流是断断续续的，但它们的宽度大约是今天地球上类似河流的两倍，因此携带的水也相对较多。

凯特的研究小组还发现，这些强烈的水流发生在10亿年前，它们相当于它们所在地区的平均径流速率，每天0.3到2.0毫米。

相比之下，凯特所在的城市芝加哥平均每天降水量为2.56毫米，澳大利亚阿德莱德平均每天降水量为1.5毫米。因此，在湿润时期，古代火星可能与现代地球的大部分地区一样湿润。

凯特补充说，这些水的来源仍然是个谜。“我们不知道水源是融雪还是降雨，”他说。

但它确实证明了火星保持足够温暖的时间足够长，以至于在科学家认为其稀薄的大气已经使其进入深度冻结期的时候，有那么多的地表水存在。

“问题是，要怎样才能使火星变暖，而不是‘水从哪里来?’”,凯特说。

他补充说，一种可能性是，火星冰盖的二氧化碳蒸发的变化，或其他导致气候变暖的气体(如甲烷或水蒸气)的周期性增加，推动了气候变暖周期。

“最终，大部分的液态水会流失到太空，或者被困在火星的两极。但有些可能已经转入地下，很可能仍留在深层含水层中，比如众所周知的位于地球撒哈拉沙漠地下的含水层。”Essam Hegg，第二项研究的南加州大学的行星科学家说道,“它可能仍然是每年夏天装饰着每一条陨石坑暗条纹,这个条纹被称为“季节性斜坡纹线”。

确实有一些纠纷是关于这些条纹是由水还是由落石形成的,但Heggy认为他们可能是由于在火星地下数百米深地下水的运动。

他认为，这些含水层就像在上覆岩层压力下涌到地表的自流泉，在火山口壁的薄弱点处爆发，并沿坡向下流动，侵蚀沟壑，使周围的岩石因有水分的反光而变暗。

“这些特征在火星上非常神秘，”他说，“因为它们是我们看到的极少数动态特征之一，这意味着它们在春天出现，在秋天消失。”

这些条纹已经被研究了很多年，之前有研究表明它们的起源可能是由某种发生在地表附近的融冰过程产生的。

“我们说这不是来自表面的，”Heggy说。“这是由于地下渗漏造成的。”在某种程度上，这一发现来自于模拟水或卤水的行为，即在火星表面下750米左右的条件下发现。但也有这样的情况，即易于重复发生的地方似乎与已知的与撞击有关的裂缝有关，这些裂缝可能为地下水提供一条通往地表的逃生通道。Heggy说，这些结果不仅对了解火星很重要，对了解地球也很重要。“这可能是非常类似于我们看到在撒哈拉沙漠的地方,”他说,并指出撒哈拉沙漠,地区流动特性和地表上可能因泄漏引起的深层含水层相互联系。

他说，在火星上发现这样的含水层的泄漏不仅证明了地下水仍然存在，而且还证明了地表水必须曾经存在过才能填满这些含水层。他指出，这也是一个证明，我们仍然需要了解我们自己的沙漠中化石水的行为，无论它们是撒哈拉、阿拉伯还是澳大利亚大片地区。“我们需要了解沙漠环境中的地下水动态，以帮助我们了解火星和其他行星，”他说。对于那些对地球的未来感兴趣,他补充说,“了解地下水在火星上是如何形成的,也有助于我们理解我们自己的星球上,因为我们正在经历相同的气候演化和相同的路径。”“理解火星的演化对于理解地球的长期演化至关重要，而地下水是这一过程中的关键元素。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Richard A. Lovett- cosmosmagazine- ampaerxy

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