火星如何将其海洋隐藏在了地表之下

火星曾经有海洋、河流和湖泊，数十亿年前火星是一个更加湿润的世界——但是那些水都去哪儿了呢？两名德克萨斯大学奥斯汀分校的研究生发现了这个谜题中缺失的一块：水从火星表面渗入火星地壳深处所需的时间。

数十亿年前的早期火星，或许是这样的。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究生发表的一项研究表明，火星上的大部分水都被封存在地下。图片来源：Ittiz/Wikimedia Commons

数十亿年前，火星表面曾有河流和湖泊流淌。但科学家们长期以来一直难以理解这颗红色星球上古老的水循环究竟是如何运作的。

如今，德克萨斯大学奥斯汀分校的两名研究生帮助填补了一项重要的空白。他们的研究为火星地表水的消亡提供了新的线索，并揭示了其中有多少可能仍隐藏在地下。

学生穆罕默德·阿夫扎尔·沙达布和埃里克·海亚特利用计算机模型估算了水从火星表面渗入地下深层含水层需要多长时间。他们发现，在早期火星，这一过程可能需要50到200年。相比之下，地球上的水只需几天就能到达地下水位。

他们的研究结果发表在《地球物理研究快报》上，有助于解开火星如何失去曾经丰富的水资源的关键谜团。

根据德克萨斯大学杰克逊分校地球科学学院的研究，该地图显示了数十亿年前火星上的水渗透率。地表水穿过火星土壤，需要50年（暖色）到200年（冷色）才能到达地下1英里（约1.6公里）深的地下水位。图片来源：Mohammad Afzal Shadab

研究小组还发现，渗入火星地表以下的水量可能非常巨大——足以覆盖整个火星至少300英尺深的水。这表明，火星上相当一部分水可能并没有逃逸到太空，而是沉入了地下并留在那里。

这一见解有助于研究人员更清晰地了解火星的完整水循环。现任普林斯顿大学博士后研究员的沙达布解释说，了解水在火星地壳中的流动方式，有助于估算有多少水可以被蒸发、降雨，以及填满古代湖泊和海洋。

“我们希望将其应用到一个综合模型中，以揭示水和陆地如何在数百万年间共同演化到如今的状态，”该研究的主要作者沙达布说道。“这将使我们非常接近解答火星上水究竟发生了什么。”如今，火星基本干燥，至少表面如此。但在30亿到40亿年前——大约在地球上生命开始出现的时期——海洋、湖泊和河流在火星的山脉和陨石坑中雕凿出山谷，并在岩石表面印刻出海岸线。

最终，火星上的水走上了与地球不同的路径。如今，大部分水要么被锁在地壳中，要么随着火星大气流失到太空。了解火星地表附近的水量，可以帮助科学家确定这些水是否在合适的位置存在了足够长的时间，足以形成生命所需的化学成分。

这项研究的共同作者、最近从德克萨斯大学杰克逊分校地球科学学院获得博士学位的海亚特表示，这些新发现为早期火星提供了另一种图景：火星上几乎没有水通过蒸发和降雨回到大气层，补充海洋、湖泊和河流，就像地球上的情况一样。

“我对早期火星的看法是，任何地表水，无论是海洋还是大型死湖，都是非常短暂的，”他说。“一旦水渗入火星地下，就等于消失了。那些水永远不会再流出来。”

研究人员表示，这些发现对火星上的潜在生命来说并非全是坏消息。希亚特说，即使没有其他影响，渗入地壳的水也不会流失到太空中。这项知识未来可能对未来寻找地下水资源以维持火星定居点的探险者至关重要。

编译自/ScitechDaily