NASA的火星2020探测器计划在耶泽洛陨石坑着陆，这是一片45公里宽的洼地，科学家认为这里曾经是湖泊。这张合成图像是借助NASA火星勘测轨道飞行器上的两台设备拍摄的，展示了耶泽洛古老的河流三角洲，研究人员很期待在这里发现古老微生物的生命迹象。

　　摄影：NASA/ JPL/ JHUAPL/ MSSS/ Brown University

　　现代火星的表面只有水的干枯记忆。如今，火星上仅有的一点生命之水从季节性的咸水河中渗出，在地下湖泊中干涸，或者冻结在薄冰中。

　　然而，火星上锈色的岩石记录了这个星球被水冲刷过的历史；火星表面遍布干枯的湖床、冲积扇和光滑的河卵石，幽深的峡谷从中穿过。虽然长期以来科学家们一直认为火星的暖湿期相对较短，但发表在《科学进展》杂志上的一项新研究表明，这些河流存在的时间可能比之前认为的长得多。

　　根据最新的分析，这些古老的水道比今天地球上的类似河道更宽。更重要的是，在34亿到20亿年前，水流曾流过火星上这些巨型地形构造。当时是火星潮湿期的晚期，许多科学家认为这颗红色星球已经开始变干。

　　“关于火星的气候历史，传统观点认为火星曾经温暖潮湿，如今则是寒冷干燥。但新证据表明，火星的气候演化要比之前认为的复杂得多，”NASA火星气候模拟中心的Kathryn Steakley在邮件里写道，她没有参与新研究。

　　一提到火星上有水，就不可避免地引起人们的兴奋，因为哪里有水，哪里就可能存在我们所知道的生命。不过，现在还不到为火星人化石起名字的时候。毕竟还有许多问题有待回答，比如火星暖湿期的晚期究竟发生了什么，以及河流如何在不断变化的条件下补充水流。

　　“早期火星为何出现暖湿期本来就是一个棘手的问题，新发现让这个问题变得更加难以回答，”新研究的作者、芝加哥大学的行星科学家Edwin Kite说道。

　　湍急的河流，日趋衰减的湖泊

　　虽然火星目前的大气层非常稀薄，无法收集来自太阳的大量热量，但许多科学家认为，这颗红色星球曾经可能拥有更厚的大气层，因此孕育了一个更加温暖潮湿的世界。即便在那段时期，火星也不是热带旅游胜地。远古太阳散发的能量比如今少25-30%，这就意味着照射在火星岩石地貌上的热量要少得多。

　　“如果有水在地表流动，那么一切就总会朝着正确的方向发展，”亚利桑那州图森市的行星科学研究所的Alan Howard说道，他没有参与这项研究。

　　有几个因素可以帮助解决这个液体难题。在地球上，旋转的地球外核会产生一个保护性磁场，可防止相对较厚的大气层被太阳风吹走。早期火星可能也是如此。或许早期火星大气层中的混合气体与火星目前大气中的气体不同。比如说，一些专家认为，不断喷发的火山曾经向火星天空排放了大量温室气体。

　　然而，无论发生了什么，火星的暖湿期并没有持续太久。古老的大气似乎已经被侵蚀殆尽，火星表面的许多湖泊和河流也随之消失。Kite和同事最初认为，这段时间过后，由于河流主要存在于低海拔地区，湍急的水流也会变成了涓涓细流。

　　“这是最初的假设，事实证明我们错了，”Kite说道。

　　跟着水流走

　　在高分辨率成像科学实验照相机(HiRISE)等火星轨道设备的帮助下，研究人员分析了200多个古代河床的尺寸。根据河道的大小、曲折度以及周围地形的相对年代，研究小组发现，这段时间似乎是液体径流的晚期，而且水流一直持续不断。

　　在这样一段意想不到的时期，火星表面的河流为何会持续流动目前尚不清楚。一些研究人员（包括Kite和其团队）正在研究在低气压下水冰云是否能大量存在。今天，火星上空依旧存在水冰云，如果当初这类云团更厚，那么它们就可能会吸收足够的热量来融化冰雪。或许科学家计算出的河流形成年代是错误的，这就意味着火星表面的河流形成年代更久远，当时火星上的积雪被更厚的大气层加热融化。

　　Kite承认，如果不能更好地估测河道的深度或河道沉积物的大小，就很难准确地说出河道中曾经流出了多少水。河道宽度只能告诉我们这么多信息，Howard对此表示同意，同时指出这种测量方法可能会略微夸大估算值，因为任何一条给定河流的流量都不太可能在整条河道中保持不变。

　　尽管如此，根据手头已经掌握的信息，“他们得出火星表面曾经有流量很大的河流的结论，我认为是符合实际的，”Howard说。

　　Kite指出，科学家们可能很快就会得到更多线索：火星2020探测器计划在耶泽洛陨石坑着陆，陨石坑内残留着一个火星暖湿期晚期的河流三角洲。火星2020年探测器可以拍摄沉积物的照片，这将会帮助科学家确定有多少水注入了陨石坑。但是，唯一的确定性解决方案还是向数十亿年前的火星发射一颗轨道飞行器，去实地探测这颗红色行星的表面，当然这不现实。

　　Howard笑着说道，“这将消除所有争议，也将破坏我们尝试通过目前所拥有的少量证据破解谜团的兴趣。如此一来，科学就没那么有趣了。”

　　过去，火星上的许多古老陨石坑都充满了冰，随着火星周期性的变暖和变冷，这些冰也会随之不断变化。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/ Univ. of Arizona

　　研究者在珍珠湾高地南部的霍尔登陨坑发现了许多过去存在水的迹象，比如广泛分布的细沉积层偶尔与粘土混合，粘土是岩石侵蚀过程中形成的一种常见物质。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/University of Arizona

　　2017年5月，NASA的火星勘测轨道飞行器通过HiRISE相机拍摄了这张照片。冬天期间，沙丘上覆盖了一层二氧化碳霜，不过随着春天的阳光持续照射在山脊上，这些固态冰也开始变成蒸汽。气体在逸出过程中将下层沙丘中的暗色沙子挤压出地表，由此形成了这种不寻常的鳞片状图案。 摄影：NASA/ JPL/ University of Arizona

　　这些黑色的细条纹大约有一个足球场那么长，起初让科学家们感到困惑。进一步的分析表明，季节性的咸水流动可能在火星表面留下了这些深色线条。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/ University of Arizona

　　NASA的火星勘测轨道飞行器拍摄了这片侵蚀地貌。河道向下流动一直到冲积扇，与莫哈韦沙漠中的地貌类似。在莫哈韦沙漠，从深山峡谷中流出的水冲击形成了这类地貌。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/ University of Arizona

　　在这幅火星中纬度地区的图片中，可以看到一些由岩石堆砌而成的雕塑地貌，这些地貌特征表明图中的沉积物中可能富含冰，或者曾经富含冰。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/ University of Arizona

　　这张NASA火星勘测轨道飞行器拍摄的图片捕捉到了一组由物质的突然变化而形成的地层特征。水流经火星表面时形成了三角洲，进而可能形成了图中的地貌特征。 摄影：NASA/ JPL-Caltech/ University of Arizona