水发挥了关键角色在早期历史上大约 38 亿年前,在它变得寒冷和干燥之前。近年来,科学家发现最近存在液态水的证据:过去一百万年里明显由流水形成的沟壑,以及咸水液态水现在可能渗到地表的区域。但一个新研究,发表于自然地球科学,研究表明,这些火星沟壑与我们星球上的水雕沟壑类似,可能是由干冰形成的。
过去的一些任务已经在火星上发现了水和水冰的证据,为大约 38 亿年前潜在宜居火星上曾经存在温暖、潮湿的环境提供了证据。
这维京轨道飞行器发现了大型的流出渠道网络,这被认为是由古代地表水造成的。火星全球探测者号在火山口边缘附近的斜坡上发现了几条沟壑,由凹室、通道和沉积物质组成,这归因于更多 最近流水的影响,它显然是从下面来到地面并将材料运送到斜坡上的。
火星奥德赛还发现地表以下存在局部大规模的氢浓度,这意味着极地和赤道地区存在水。
这凤凰号火星登陆器发现了水冰存在的直接证据——实际上是北极附近的永久冻土——当着陆器用铲子挖一条浅沟时,水冰以蒸气的形式逃逸到稀薄的大气中。它还检测到水滴在自己的腿上。
最近,火星勘测轨道飞行器更详细地观察了地球斜坡上的沟壑和深色条纹(称为“循环斜坡线”),发现它们是季节性的,这意味着现在存在流动的液态水。
替代工艺
然而,现在有人提出了对沟壑的另一种解释。这项新研究表明,最近需要大量的水来解释沟壑的分布及其尺寸——这对我们对火星历史的整体了解提出了挑战。
这个解释涉及二氧化碳——火星稀薄大气的主要成分,也是大部分季节性冰盖和霜的成分。如果一氧化碳2霜变得足够厚,最终随着春天变暖,退火成半透明的冰层。
阳光可以穿透到底部并导致其中一些蒸发而不变成液体,这一过程称为升华。最终,这可能会爆炸,带来表面材料,最终形成沟壑特征。
作者根据火星表面和大气细节(包括霜位置、季节性形成和增厚)制作了详细的计算机模型。他们绘制了可能发生升华和喷发的纬度和坡度,并发现与观察到的沟壑位置非常匹配。
他们还研究了过去一百万年来火星自转轴倾斜变化的影响,这会影响气候和阳光照射量,并再次表明,由升华和井喷驱动的沟壑形成与这些变化相一致。然而,该模型无法再现所有方面,涉及水或冰的其他过程可能也很重要。
尽管如此,他们的结果表明干冰,而不是流动的水,很可能是主要的形成过程。然而,这并不意味着火星上没有流动的水——只是它可能没有形成沟壑。地球斜坡上的黑色条纹表明水今天可能仍在渗漏到地表。
最近的任务主要集中在水及其历史和对火星的影响。但研究表明,我们不能过于受地球上发生的过程的影响。我们应该对其他世界的其他机制持开放态度。
未来的任务和分析可能有助于一劳永逸地证明这些沟壑是否是由流水造成的。但这还不是全部——他们还将尝试理解其他谜题。
例如,将探测火星的内部结构NASA 的洞察任务2016年。还将对微量的神秘甲烷进行研究,这些甲烷应该会被阳光分解,因此在火星大气中的寿命很短。一定有一个最近的来源——要么是地热活动,要么是某种微生物生命。火星外太空 2016将通过绘制地球上的甲烷来跟进这一点。
更令人兴奋的是,欧洲航天局和俄罗斯将通过在严酷的地表下钻探来寻找真正的生命迹象。外火星 2018漫游车,然后 NASA 将进一步探索宜居性火星 2020。未来几年对于火星探索来说将是有趣的——希望能够揭开这颗红色星球的许多最内在的秘密。