研究人员发现了关于冰融化的水如何在最近形成峡谷状通道或沟壑中发挥作用的新见解,这些通道或沟壑减少了火星撞击坑的侧面。这项研究发表在《科学》杂志上,重点关注火星沟壑,这些沟壑看起来与地球上南极洲干燥山谷中形成的沟壑极其相似,都是由冰川融化的水侵蚀造成的。
包括来自布朗大学的研究人员建立了一个模型,模拟火星上的条件允许地球升温到冰点以上的最佳点,当火星表面和地下的冰融化时,火星上会出现液态水。
科学家发现,当火星自轴倾斜 35 度时,大气层变得足够稠密,足以在沟壑位置发生短暂的融化。
然后,他们将模型中的数据与火星历史上的各个时期相匹配,当时火星上的 Terra Sirenum 地区的沟壑被认为是从高海拔点迅速向山下扩展的——这种现象如果没有偶尔存在水就无法解释。
“我们从我们和其他人的大量研究中得知,在火星历史的早期,火星表面就有流水、山谷网络和湖泊,”行星科学家、布朗大学地质科学教授吉姆·海德说。
“但大约 30 亿年前,所有液态水都消失了,火星变成了我们所说的超级干旱或极地沙漠。我们在这里表明,即使在那之后和不久前,当火星的轴倾斜到 35 度时,它也会加热到足以融化冰雪,带回液态水,直到温度下降并再次结冰,”他补充道。
这些发现有助于填补关于这些沟壑如何形成的一些缺失的空白,包括它们的起点有多高、侵蚀有多严重以及它们沿着陨石坑侧面延伸多远。
这项新研究的结果表明,沟壑的形成是由冰融化时期和一年中其他时间二氧化碳霜蒸发造成的。
研究人员发现,这种情况在过去几百万年里可能反复发生,最近一次发生在大约 63 万年前。
他们表示,如果当火星轴倾斜约 35 度时,他们观察到的区域的沟壑位置存在冰,那么冰融化的条件就会合适,因为温度升至 273 开尔文以上,相当于约 32 度华氏度。
“我们的研究表明,过去一百万年来的液态水可以更好地解释沟壑的全球分布,”该研究的主要作者、布朗大学前研究员、现供职于加州理工学院的杰伊·迪克森 (Jay Dickson) 说。
“水以二氧化碳无法解释的方式解释沟壑的海拔分布。这意味着火星在过去一百万年里已经能够产生足够数量的液态水来侵蚀河道,这在火星地质历史的规模上是最近的。”该论文重新提出了火星上是否存在生命的基本问题。这是因为地球上的生命与液态水的存在密切相关。研究人员表示,火星最终将再次倾斜至 35 度。