火星曾經(jīng)有海洋、河流和湖泊，數(shù)十億年前火星是一個更加濕潤的世界——但是那些水都去哪兒了呢？兩名德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究生發(fā)現(xiàn)了這個謎題中缺失的一塊：水從火星表面滲入火星地殼深處所需的時間。

數(shù)十億年前的早期火星，或許是這樣的。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究生發(fā)表的一項研究表明，火星上的大部分水都被封存在地下。圖片來源：Ittiz/Wikimedia Commons

數(shù)十億年前，火星表面曾有河流和湖泊流淌。但科學(xué)家們長期以來一直難以理解這顆紅色星球上古老的水循環(huán)究竟是如何運(yùn)作的。

如今，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的兩名研究生幫助填補(bǔ)了一項重要的空白。他們的研究為火星地表水的消亡提供了新的線索，并揭示了其中有多少可能仍隱藏在地下。

學(xué)生穆罕默德·阿夫扎爾·沙達(dá)布和埃里克·海亞特利用計算機(jī)模型估算了水從火星表面滲入地下深層含水層需要多長時間。他們發(fā)現(xiàn)，在早期火星，這一過程可能需要50到200年。相比之下，地球上的水只需幾天就能到達(dá)地下水位。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《地球物理研究快報》上，有助于解開火星如何失去曾經(jīng)豐富的水資源的關(guān)鍵謎團(tuán)。

根據(jù)德克薩斯大學(xué)杰克遜分校地球科學(xué)學(xué)院的研究，該地圖顯示了數(shù)十億年前火星上的水滲透率。地表水穿過火星土壤，需要50年（暖色）到200年（冷色）才能到達(dá)地下1英里（約1.6公里）深的地下水位。圖片來源：Mohammad Afzal Shadab

研究小組還發(fā)現(xiàn)，滲入火星地表以下的水量可能非常巨大——足以覆蓋整個火星至少300英尺深的水。這表明，火星上相當(dāng)一部分水可能并沒有逃逸到太空，而是沉入了地下并留在那里。

這一見解有助于研究人員更清晰地了解火星的完整水循環(huán)?，F(xiàn)任普林斯頓大學(xué)博士后研究員的沙達(dá)布解釋說，了解水在火星地殼中的流動方式，有助于估算有多少水可以被蒸發(fā)、降雨，以及填滿古代湖泊和海洋。

“我們希望將其應(yīng)用到一個綜合模型中，以揭示水和陸地如何在數(shù)百萬年間共同演化到如今的狀態(tài)，”該研究的主要作者沙達(dá)布說道?！斑@將使我們非常接近解答火星上水究竟發(fā)生了什么?！比缃?，火星基本干燥，至少表面如此。但在30億到40億年前——大約在地球上生命開始出現(xiàn)的時期——海洋、湖泊和河流在火星的山脈和隕石坑中雕鑿出山谷，并在巖石表面印刻出海岸線。

最終，火星上的水走上了與地球不同的路徑。如今，大部分水要么被鎖在地殼中，要么隨著火星大氣流失到太空。了解火星地表附近的水量，可以幫助科學(xué)家確定這些水是否在合適的位置存在了足夠長的時間，足以形成生命所需的化學(xué)成分。

這項研究的共同作者、最近從德克薩斯大學(xué)杰克遜分校地球科學(xué)學(xué)院獲得博士學(xué)位的海亞特表示，這些新發(fā)現(xiàn)為早期火星提供了另一種圖景：火星上幾乎沒有水通過蒸發(fā)和降雨回到大氣層，補(bǔ)充海洋、湖泊和河流，就像地球上的情況一樣。

“我對早期火星的看法是，任何地表水，無論是海洋還是大型死湖，都是非常短暫的，”他說?！耙坏┧疂B入火星地下，就等于消失了。那些水永遠(yuǎn)不會再流出來?！?/p>

研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)對火星上的潛在生命來說并非全是壞消息。希亞特說，即使沒有其他影響，滲入地殼的水也不會流失到太空中。這項知識未來可能對未來尋找地下水資源以維持火星定居點(diǎn)的探險者至關(guān)重要。

編譯自/ScitechDaily