研究將火星上水的存在進一步推向了過去，火星表面存在液態水的時間可能比以前想像的要短。以前認為完全由液態水形成的溝壑地貌，也可以由蒸發的二氧化碳冰作用形成。這是烏特勒支大學行星研究員Lonneke Roelofs 的一項新研究得出的結論。 “這從整體上影響了我們對火星上水的看法，從而影響了我們對火星生命的探索”。研究結果發表在《 通訊地球與環境》 （Communications Earth and Environment）期刊。

“火星大氣中95% 都是二氧化碳，”Lonneke Roelofs 解釋。 “在冬天，氣溫會降到攝氏零下120度以下，這足以讓大氣中的二氧化碳結冰”。

在冷凍過程中，二氧化碳氣體可以直接變成二氧化碳冰，而跳過液相。這個過程類似地球上的霜凍，水蒸氣形成冰晶，為大地鋪上一層白色的薄膜。春季氣溫較高，加上火星大氣稀薄，二氧化碳冰會直接蒸發回氣體，再次跳過液相。

火星上溝壑地形的衛星影像，由火星勘測軌道飛行器上的HiRISE（高解析度成像實驗）相機拍攝。溝壑兩側可見白色的二氧化碳冰。圖片來源：NASA/JPL-加州理工學院/亞利桑那州立大學

「我們稱之為’昇華’。由於火星氣壓低，這個過程極具爆炸性。產生的氣壓將沉積物顆粒推開，導致物質流動，類似於地球上山區的碎屑流。即使在沒有水的情況下，這些流動也能重塑火星地貌，我的研究結果表明，火星上存在生命的幾率比以前想像的要小。”

長期以來，科學家一直假設二氧化碳冰可能是這些火星地形結構背後的驅動力。 “但這些假設主要基於模型或衛星研究，”Roelofs 解釋說。 “透過在所謂的’火星艙’中進行實驗，我們能夠模擬火星條件下的這一過程。利用這種專門的實驗設備，我們可以直接親眼研究這一過程。我們甚至觀察到，在火星條件下，由二氧化碳冰驅動的碎屑流的流動效率與地球上由水驅動的碎屑流一樣高”。

Lonneke Roelofs 在英國米爾頓凱恩斯開放大學的火星艙旁。圖片來源：烏得勒支大學

“我們確信火星表面曾經有水。這項研究並不能證明這一點，”Roelofs說。 “但是，生命的出現很可能需要一個存在液態水的漫長時期。以前，我們認為這些地貌結構是由水驅動的碎屑流形成的，因為它們與地球上的碎屑流系統相似。我的研究現在表明，除了以水為動力的碎屑流之外，冰凍二氧化碳的昇華也可以成為這些火星溝壑地貌形成背後的驅動力。這將火星上水的存在推向了更久遠的過去，使得火星上出現生命的幾率變小。這使得我們比想像中更獨特。”

但是，是什麼讓人們對3.3 億公里外的風景感興趣呢？ “火星是我們最近的鄰居。它是唯一一顆接近太陽系’綠色區域’的岩石行星。該區域距離太陽足夠遠，可以存在液態水，這是生命存在的先決條件。因此，我們有可能在火星上找到關於生命如何發展的答案，包括潛在的地外生命。

“此外，研究其他星球上景觀結構的形成是我們跳出地球環境的一種方式。你可以提出不同的問題，從而對地球上的過程有新的認識。例如，我們在地球上也能觀察到火山周圍火成碎屑流中氣體驅動的碎屑流過程。因此，這項研究有助於更好地了解陸地火山災害。”

編譯自: ScitechDaily