30亿年前，火星可能是一个寒冷潮湿的世界

作者：阿尔弗雷多·卡皮涅蒂

编译：秦秦

图片来源：NASA/USGS/ESA/DLR/FU BERLIN(G.NEUKUM)

上图为艺术家对火星上的冰川山谷和海洋的印象。

火星令人费解，从漫游车和卫星观测中我们知道它的表面曾经有大量的水，这通常表明它的气候温暖潮湿；另一方面，又有证据表明，即使在遥远的过去这颗行星也总是非常寒冷，但它也不是一个寒冷干燥的沙漠。这两个想法经常互相矛盾，最新研究表明这两个想法都可能是正确的：古代火星很可能是一个寒冷和潮湿的世界。

研究人员正在着手创建一个模型，来解释这颗红色星球上令人费解的特征。如果地球不温暖潮湿或寒冷干燥，那么是否还有第三种选择？研究人员将研究发现发表在了美国国家科学院院刊，他们认为寒冷潮湿的情景可以解释火星北半球为什么存在广阔的液态海洋并延伸到其极地地区。然而该模型需要解释液态海洋和冰盖区域的存在，例如南部高地冰川山谷和冰盖的存在。

研究火星的行星科学家发现了震撼这颗红色星球的古代海啸的证据。如果海洋由于非常寒冷的气候而结冰，这些海啸就不会发生，但较温和的气候意味着通过降水将水从海洋转移到陆地，所以寒冷和潮湿的条件可能已经存在。

该团队使用先进的一般循环模型来计算出这个世界的必要参数。他们计算出即使火星的平均温度低于 30 亿年前水的冰点0 C（32 F），海洋也有可能保持稳定。他们设想南部冰雪覆盖的高原，冰川流过平原并返回海洋。海岸线周围的降雨量会适中。在这种情况下，海面温度可能高达 4.5 C (40 F)；不是热带，但足以让水保持液态。

这些条件的关键就在空气。与地球大气层相比，今天火星大气层的密度约为1%。但是如果在过去这也大致相同，并且，大约由 10% 的氢气和其余的二氧化碳组成，那么这种情况实际上会起作用。以前的分析已经发现了强有力的证据，表明在它被来自太阳的源源不断的粒子流撕裂之前，大气层会变得更厚。

该模型在解释火星的特殊性方面无疑是令人信服的，但是要了解数十亿年前这颗红色星球的真实面貌，还需要更多的证据。

作者：阿尔弗雷多·卡皮涅蒂

阿尔弗雷多·卡皮涅蒂是国际图联科学部的一名编写者。他主要研究天文学、物理学和科学。他拥有伦敦帝国学院天体物理学博士学位和量子场与基本力学硕士学位，致力于打击STEM教育中的不平等，是Pride in STEM的主席和创始人，这是英国最大的慈善信托机构。他还是一个狂热的科学传播者，以“theastroholic”的名字制作视频和播客。