火星曾經有海洋、河流和湖泊，數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？兩名德克薩斯大學奧斯汀分校的研究生發現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。

數十億年前的早期火星，或許是這樣的。德克薩斯大學奧斯汀分校的研究生發表的一項研究表明，火星上的大部分水都被封存在地下。圖片來源：Ittiz/Wikimedia Commons

數十億年前，火星表面曾有河流和湖泊流淌。但科學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究竟是如何運作的。

如今，德克薩斯大學奧斯汀分校的兩名研究生幫助填補了一項重要的空白。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。

學生穆罕默德·阿夫扎爾·沙達布和埃里克·海亞特利用計算機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。他們發現，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地下水位。

他們的研究結果發表在《地球物理研究快報》上，有助于解開火星如何失去曾經豐富的水資源的關鍵謎團。

根據德克薩斯大學杰克遜分校地球科學學院的研究，該地圖顯示了數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

研究小組還發現，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。現任普林斯頓大學博士后研究員的沙達布解釋說，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、降雨，以及填滿古代湖泊和海洋。

“我們希望將其應用到一個綜合模型中，以揭示水和陸地如何在數百萬年間共同演化到如今的狀態，”該研究的主要作者沙達布說道。“這將使我們非常接近解答火星上水究竟發生了什么。”如今，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成分。

這項研究的共同作者、最近從德克薩斯大學杰克遜分校地球科學學院獲得博士學位的海亞特表示，這些新發現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和降雨回到大氣層，補充海洋、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。“一旦水滲入火星地下，就等于消失了。那些水永遠不會再流出來。”

研究人員表示，這些發現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的探險者至關重要。

編譯自/ScitechDaily