火星曾經(jīng)有水這個已經(jīng)是一個被證實的事實，然而隨之而來的問題就是，火星曾經(jīng)的水都去了哪里？發(fā)生了什么讓它們消失不見了？

目前一種主流觀點認為，由于缺少全球性偶極磁場的保護，強烈的太陽風和輻射逐漸剝奪了火星原本濃厚的大氣，水經(jīng)過蒸發(fā)和電離變成帶電粒子，沿著火星磁力線逃逸出火星大氣。

近日科學家在《科學》雜志上發(fā)表文章稱，可能有大量的古代火星水被埋在其表面之下，而不是逃逸到太空中。星期二發(fā)表的這項發(fā)現(xiàn)可能有助于理清旨在解釋火星水消失的一些理論沖突，火星水曾是數(shù)十億年前這顆星球表面上最豐富的資源。

火星古海洋想象圖

加州理工學院的研究人員通過火星探測器，和隕石坑的建模和數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這顆紅色星球最早的水范圍廣泛（介于30％到99％之間）是一顆曾經(jīng)的“水球”。但后來可能通過地質(zhì)過程從地表消失了，這種作用被稱為地殼水化，其中水被鎖在火星的巖石中。

火星上過去積水的證據(jù)遍布其巖石表面，至今人類成功到達火星的50多個探測器已經(jīng)為我們展示了太多的火星古代湖床和水作用巖層，勾勒的是一個由30億多年前的液體形成的世界。多年以來，科學家一直認為這種水大部分已經(jīng)外逸進入太空，使這顆行星處于目前的狀態(tài)（非常干燥）。但是逃逸假說一個最大的問題是，這需要時間！太陽風吹干一顆星球的水是一個漫長的過程，而地球比火星距離太陽更近，如果這種假說成立，那么被掏空的應(yīng)該是地球才對，從年齡上講地球比火星年紀更大。同樣的兩個水球怎么火星先干了？如果這些水消失了，一定有其他的去處。

火星的一個三角洲附近

這項由加州理工學院地質(zhì)學研究生研究行星表面過程的伊娃·謝勒（Eva Scheller）領(lǐng)導的研究可能會提供答案。研究發(fā)現(xiàn)，大部分失水發(fā)生在火星的古代時期（介于37億至41億年前）。除了由于火星大氣變薄而逃離的一部分水之外，火星上的水可能與巖石相互作用和融合而被困在了地殼中。

巖石礦物“紙尿褲”

某些礦物質(zhì)是有非常強的鎖水性能，最常見的就是各種鈣鹽，比如氯化鈣、硫酸鈣。氯化鈣能吸收自身重量3倍的水分。在地球上常常被用作化學干燥劑。

石膏礦物

“我們的團隊在研究初期就意識到，其中一件事情是，我們需要注意火星探索過程中最近10到15年的證據(jù)，尤其是關(guān)于我們發(fā)現(xiàn)的火星地殼的情況，加州理工學院的地質(zhì)與行星科學教授貝瑟尼·埃爾曼（Bethany Ehlmann）說，這是火星地殼中水的性質(zhì)。水可以通過稱為化學風化的過程分解巖石，有時會導致礦物質(zhì)水合。水合的礦物質(zhì)吸收并儲存水，將其鎖定。例如，石膏（一種在火星上自然發(fā)現(xiàn)的水溶性礦物）可以保持其水分被捕獲，除非在高于100攝氏度的溫度下加熱。多年來，由于NASA的“火星偵察軌道”等太空飛船自2006年以來一直在繪制行星的地質(zhì)和氣候圖，科學家一直觀察到火星表面含水礦物的分布。但是，僅這些觀點有時是有限的。

火車漫游車探查火星巖石情況

只有通過用火星車等著陸器在地面上的特定位置進行測量，或者查看一個年輕的火山口，您才能了解火星上特定位置的水合礦物質(zhì)有多厚。”他說。“目前，答案已經(jīng)很明顯，火星巖石及礦物鎖住了大量的古代火星水分，就像幼兒火星的紙尿褲一樣，所以答案就在那顆星球上，隨著您獲得更多數(shù)據(jù)，它們的總量會隨著時間的流逝而逐漸清晰起來。”這就是導致該研究發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，即火星古代海洋中的水量大部分可能向內(nèi)而不是向外逸出。“我們想從不同的角度來理解這一點，”謝勒說。

本月，由美國國家航空航天局（NASA）好奇號漫游車上的一個導航攝像頭拍攝的蒙特默庫懸崖的圖像。好奇心的數(shù)據(jù)和圖像為Scheller團隊的發(fā)現(xiàn)提供了依據(jù)。

2011年，美國的“火星勘察軌道器”（mars reconnaissance orbiter, MRO）搭載的“高分辨率成像儀”（HiRISE）拍攝到火星表面或亞表層存在季節(jié)性斜坡紋線，經(jīng)光譜分析，季節(jié)性斜坡紋區(qū)域的礦物是溶于水后再沉淀富集而成，這個結(jié)果提供了現(xiàn)今火星上存在液態(tài)水的有力證據(jù)。

火星的一個古代河口地區(qū)及沖積扇

2018年，科學雜志發(fā)表Dundas 等人的研究成果，他們在對火星中緯度地區(qū)的八處斷崖地貌進行分析研究之后，發(fā)現(xiàn)火星中緯區(qū)域的地下1~2米至100多米存在大量的純凈水冰。

而導致火星水進入星球內(nèi)部的原因可能是一個漫長的綜合過程，其中有火星重力偏小（逃逸速度只有約5.1公里/秒是地球的一半）火星磁場減弱，太陽風的影響，火星本身的地殼運動，甚至是小行星撞擊作用共同導致的結(jié)果。

另一方面，火星在地質(zhì)上不如地球活躍，這可以解釋為什么它的表面只有有限的水。火星上水的最明顯證據(jù)是行星兩極的冰和大氣中的水汽。科學家們研究了月球，火星和其他行星體上的水合巖石，這些水合巖石可作為未來飲用水的潛在來源，用于未來的宇航員任務(wù)或可為棲息地和火箭提供動力的燃料。

地球也在發(fā)生類似情況

而類似的情況在地球上也存在，目前地質(zhì)學家已經(jīng)知道地球的板塊在俯沖帶會把水困住，這是地球表面的水進入地球內(nèi)部的唯一機制。不過，不同研究對于這些水量的估計存在很大的分歧。在2018年，《自然》（Nature）雜志刊載的一項研究表明，俯沖帶每年會把30億噸的水拉入地殼中，這是此前估計的3倍。

由于地殼運動，地球各大板塊之間會不斷發(fā)生碰撞。大洋板塊撞擊大陸板塊就會形成俯沖帶，同時會把海水帶入地殼中，這些水會被巖石吸收，形成特殊的水合礦物。通過研究這些水合礦物，可以估算有多少海水進入地球深處。

科學家在馬里亞納海溝周圍布置了地震傳感器網(wǎng)絡(luò)，它們可以測量地震波穿過地殼產(chǎn)生的回聲。由于海洋地殼中存在充滿水的巖石，所以地震波經(jīng)過這些區(qū)域時，傳播速度就會出現(xiàn)下降，由此可以估算出地殼中的含水量。

分析表明，海底地殼深達30公里的地方存在水合礦物。根據(jù)速度、溫度和壓力等一系列數(shù)據(jù)，科學家估算出每年有30億噸的水會隨著板塊俯沖進入地殼中。另據(jù)估計，地球上海洋水的總質(zhì)量約為140億億噸。那么，這是否意味著地球上海水在5億年之后就會被地球內(nèi)部吞噬殆盡呢？

事實并非如此。被地殼吞掉的水又會以某些方式重新回到地表，其中最主要的方式為各種火山噴發(fā)、海底熱泉、地震活動等，海洋中的水并沒有少掉，最后回到地表的水與原先少掉的水相當。

梵觀點：隨著中國火星探測器的到達，這顆紅色星球的變遷歷史將加入新的東方智慧的觀點。

火星古海洋范圍猜想