火星过去温暖湿润说遭质疑:那些不是河道,是冰川“下水道”

火星上纵横交错的山谷,普遍被视作古代河流的遗迹。8月4日,《自然-地理科学》(Nature Geoscience)上刊登的一项研究却用新算法模拟出,许多“疤痕”确实曾为水流冲刷而成,但并非是地表自由流动的江河,而是冰盖下排出积水的暗道。
比较发现,这些火星山谷与加拿大北极圈德文岛的冰下通道,存在惊人相似之处。
如果成立,这项研究推翻的不只是火星河流,而是一整套古代火星温暖湿润的假说,已主导火星气候研究数十年之久。
从前的火星不冷?
就在过去的半个月内,中国的“天问一号”、NASA的“毅力号”和阿联酋的“希望号”火星探测任务纷纷启程奔赴火星。他们将提供对火星地表、土壤成分、气候环境更进一步的认知,甚至寻找过去生命存在的证据。
他们将面临一颗寒冷贫瘠的红色星球。磁场已经消失,大气层几乎剥落殆尽,密度不足地球大气层的1%。没有大气层的保护,火星地表平均温度低至零下63摄氏度。
然而,主流观点认为,古代火星的风貌截然不同。那时候,火星的大气层更为周密,因而更温暖湿润,存在一整套由河流、湖泊和降雨组成的水循环系统,可能为微生物提供宜居环境。
那些奇形怪状的山谷、两极覆盖着的巨大冰盖,以及远程探测到的疑似地下冰和地下卤水的存在,都为“故火星温暖湿润说”提供了佐证。
火星气候沧海桑田的变迁,由此成了一桩焦点悬案。
冰川“下水道”
然而,加拿大不列颠哥伦比亚大学地球、海洋和大气科学系的研究团队注意到,许多火星山谷和加拿大德文岛的冰下通道看起来极为相似。德文岛地处北极圈内,气候严寒、土地荒芜,被称作地球上最接近火星的地方,NASA也会在当地开展太空训练。
原来,地球上的山谷有许多不同的起源,有些由河流冲刷而成,有些由冰川侵蚀而成,有些有其他星辰过程,每种类型的形状都各有特别。
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火星莫米山谷(上)与德文岛冰川通道(下)的相似性
研究团队认为,从卫星图像来看,火星上这些山谷和山谷之间也大不相同,暗示多种因素参与其中。
为此,他们分析了10000多个火星山谷,没有笼统地归类,而是用统计学上有意义的方式,利用新算法重建其侵蚀过程。结果表明,火星古代冰盖底部的融水在冰下自然形成了排水通道,从而大规模“雕刻”出了山谷。只有一小部分山谷网络符合地表水侵蚀的典型模式。
生命庇护所?
这个冰川“下水道”理论在气候上对应一个较为凉爽的模型,比起古火星温暖湿润说更容易解释。毕竟,火星还在地球的外围,离太阳更远,数十亿年前,太阳辐射也还没那么强烈。
不过,如果没有过温暖的气候和大规模的河流,火星过去还可能存在微生物吗?现在的“好奇号”以及未来的“毅力号”的主要工作任务,就是在这些水道的沉积物中寻找有机分子和古微生物的证据。
该研究团队表示,这些水道如果确实是冰下通道,微生物存在的可能性不减。一层厚厚的冰川宛如天然的庇护所,隔离太阳辐射,提供稳定环境。