古老山谷可能蕴藏着火星过去生命的线索

火星南半球有数百个山谷网络，长期以来一直困扰着地质学家。他们认为液态水的侵蚀形成了这些古老的洼地，这表明早期火星是一个相对温暖的地方。但过去的计算机模型表明，在那段时期，这颗红色星球的条件寒冷而冰冷。

最近，行星科学家仔细观察了火星上的山谷，并将其与地球上的类似地貌进行了比较。研究人员发现，冰盖下流动的水帮助形成了相当一部分山谷，证实了火星早期历史确实有过一段寒冷的时期。该团队于 8 月 3 日在《自然地球科学》杂志上发表了这些发现。

“火星本质上是一颗冰冻星球，表面残留着少量液态水，还是像地球一样由 [水] 循环主导？”坦佩亚利桑那州立大学行星科学家、新发现的合著者安娜·格劳·加洛弗雷 (Anna Grau Galofre) 说。格劳·加洛弗雷表示，过去研究人员被困在两种证据之间：计算机模型表明火星最初是冰冻的，地质证据表明火星有降雨、海洋和湖泊。

她说，新发现弥合了这两种信息来源之间的差距，并可以帮助科学家更加深入地寻找火星生命的证据。

格劳·加洛弗雷和同事们研究的山谷形成于大约 39 亿至 35 亿年前，大约是地球上生命首次出现的时候。它们散布在地球南部高地，从几英里长的单线到类似尼罗河或密西西比河等陆地河流支流的巨大、复杂的网络。

Grau Galofre 和她的同事研究了 66 个不同网络的 10,276 个山谷。根据山谷的形状和其他景观特征，研究人员能够确定它们是由哪种侵蚀过程形成的。研究人员发现，山谷的形成方式多种多样。在 48 个具有独特特征的山谷地区中，三个可能是由泉水冲刷地表形成的，九个是由冰川冲刷而成，14 个可能是由河流形成的，22 个是在冰盖下形成的。

最后两种山谷非常相似，而且确实有相似的起源。

“这只是表面流动的水，但要么被冰覆盖，要么未被冰覆盖，并与大气接触，”格劳·加洛弗雷说。她说，冰下通道就像管道系统中的管道一样贯穿冰盖。

这些山谷让格劳·加洛弗雷和她的团队想起了加拿大北极群岛德文岛周围的山谷。研究人员观察到，无论是在地球还是在火星，冰河道留下的山谷都很独特，因为它们可以向上流动。当冰盖对水道施加压力时，水会从覆盖较厚的区域流向覆盖较薄的冰层。“你可以有一条爬上山坡的水道，而如果你有一条河，你就永远不会看到这种情况，”格劳·加洛弗雷说。

河流和冰盖形成的山谷可能表明古代火星高地的一些地方仍然没有冰。“这也可能意味着我们正在观察不同时期在地貌上留下的不同气候，”格劳·加洛弗雷说。“在火星的某个时期，冰川广泛存在，但在其他某个历史时刻，冰川消退到足以形成河流的程度。”

然而，目前尚不清楚这两个时期何时发生或哪个时期先出现；格劳·加洛弗雷表示，美国国家航空航天局 (NASA) 最近发射的毅力号火星车收集的岩石样本最终可能会揭示这个问题。

古代火星上的冰盖可能实际上使这颗星球更适合居住。冰盖可以为生活在其下的任何生命提供稳定的水源，并使这些生物免受温度大幅波动的影响，并保护它们免受太阳辐射。

哈佛大学行星科学家罗宾·华兹华斯 (Robin Wordsworth) 未参与此项研究，他指出，地球上的生命在各种不同的栖息地中繁衍生息。

“如果早期火星在其大部分历史时期确实很冷，那么对古代生命的搜索应该扩大到各种不同的环境，”他在给《大众科学》的一封电子邮件中说。“他们的结论是许多山谷网络形成于冰川之下，这为神秘的早期火星气候的性质提供了一个引人注目的新视角。”