火星曾经沧海

撰文｜约翰·马特森（John Matson）

翻译｜王栋

也许火星北半球曾经被海洋覆盖？这个想法不是天方夜谭，已经有越来越多的证据来支持它了。雷达探测器“听到了”来自火星表面的回波，结果表明火星北部表面存在含冰的沉积物，这为火星曾有海洋的说法提供了支持。

长期以来，在许多行星科学家眼里，火星北半球的表面不管怎么看，都像是曾经覆盖着海洋。而现在，连“听起来”也像是这样了。

一部装备有探地雷达的欧洲太空探测器，确定了火星北极地区疑似沉积物的成分，该雷达可以发射并接收从火星表面反射回来的电磁波，从而研究火星表面的构成。根据2012年1月发表于《地球物理通讯》（Geophysical Research Letters）的一项研究，这些或许包含着冰的沉积物表明，在大约30亿年以前，那里曾经是一片浅海。

沉积平原

沉积平原是在沉积作用下形成的平原。沉积作用是某些物质被运动介质搬运到适宜场所后，发生沉淀、堆积的过程，风力、水力和冰川的运动均可能成为运动介质。

这项最新研究分析了欧洲空间局“火星快车”探测器携带的次表层探测雷达高度仪（MARSIS）获得的一系列探测结果。从2003年起，该探测器就一直在环绕火星的轨道上工作。“我们为整个星球绘制了表面反射波强度图。”该研究的主要参与者、美国加利福尼亚大学欧文分校的地球物理学家热雷米·米格诺特（Jérémie Mouginot）说。北部荒原构造区是火星北极附近一个地质沉淀区，很久以来，科学家一直怀疑这里最初是一个沉积平原。MARSIS的探测结果表明，该区域的雷达反射率很低——如果这里是由火山活动形成的话，反射率应该会高些。

火成平原

火成平原是在火成作用下形成的平原。火成作用包活岩浆侵入地壳上部，冷却、结晶的过程，以及岩浆冷却过程中水蒸气液化为热水溶液的过程。火成作用可产生多种矿物质。

在此之前，美国国家航空航天局的火星勘测轨道飞行器也用探测雷达探测过这个地区，得到的结果也与米格诺特的上述解释相吻合。这部探测器的浅层次表层结构雷达（SHARAD）得到的结果说明，北部荒原构造区实际上是由一层沉积层覆盖着的火成平原。

这是现在的火星表面。根据“火星快车”收集到的信息，火星表面曾经存在过海洋。

根据“火星快车”确定的沉积层面积来估算，海洋曾经覆盖了火星北部平原的广大区域，尽管持续的时间不是很长。大约30亿年以前，火星上应该有足够强烈的地热活动使地下水保持液态，形成并维持一片浅浅的海洋，海洋的深度或许可达100米。米格诺特还补充，在那之前，更古老的海洋或许也曾存在过。“我认为这次所发现的应该是一种覆盖了北部平原的、类似于洪水泛滥的短期事件。”米格诺特说。但是，以地质学的时间尺度来看，当时的环境对于长期维持这样一个大型水体来说太过寒冷、干燥了。在差不多100万年之内，这片海洋就再次被冰冻起来并埋于地表以下，或者变成水蒸气而消失不见了。

对长久以来存在的，认为火星北极地区曾经有过辽阔海洋的理论来说，新的雷达探测数据只是为其提供了支持，仍然算不上铁证。“海洋假说要经过证明而成为一个科学理论，仍需时日。因为今天，海洋可以说已经被埋在地下（而消失了）。”美国夏威夷大学马诺分校天文研究所的行星科学家诺伯特·舍尔格霍费尔（Norbert Schörghofer）说。并且，人们总是想知道，对于这些雷达反射波数据是否还有其他解释。因为相对来说，雷达探测的针对性并不强，得到的结果中有些数据也可能来自其他探测目标。但不管怎样，舍尔格霍费尔表示：“这是火星曾有海洋的又一个证据，我开始相信它了。”

火星的地下冰川

撰文：约翰·马特森（John Matson）

翻译：刘旸

早在2009年，火星勘测轨道飞行器上的探地雷达就显示，在火星地表岩屑的薄层下，隐藏着大量冰川。测量地点在火星南纬30～60度之间，目前该地区的情况并不利于冰的形成，因此冰川可能是在气候不同于今日的久远年代形成的。岩屑的覆盖保护了冰层，以免它们升华为水蒸气而消散。这些冰川可能是火星上除极地外最大的水储备。