火星水之谜新解：二氧化碳冰层提供隔热效应 融化水冰产生河流

火星上的二氧化碳冰川如何促成液态水的形成。（示意图：shutterstock／达志）

火星上面有许多河流存在过的地貌，长久以来也是个水之谜。火星极地冰层上的二氧化碳冰层提供的隔热效应，或许能解释赤色星球古老河流特征的起源。目前这项研究已于《地球物理研究期刊：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）上发表。

据《天文学》（Astronomy）9日报导，火星与地球在地貌上有许多相似之处，如山谷、峡谷、冲积扇及蛇形丘（Esker）等，都是由流水长期冲刷而成。然而，科学家长期困惑于火星过去如户拥有如此大量的液态水。

美国行星科学研究所（Planetary Science Institute）的科学家布勒（Peter Buhler）提出新模型，认为火星大气中的二氧化碳曾凝结形成约0.6公里高的冰层，覆盖在更大范围的水冰上，导致冰层下的水冰融化并形成数千公里长的河流。

布勒的模型试图解释火星历史中的一个关键点：是什么使火星温度足够升高，融化大量水形成今天可见的河流特征？他表示，现有假说认为曾有未知的火星全球暖化事件，但该说法并不令人满意。

布勒的模型着重于火星自转轴倾斜变动引发的长期二氧化碳循环。火星轴心现倾斜25°，与地球相近，但在数十万到数百万年间，火星轴可能从0°摆动至80°。这种摆动使赤道地区受热释放二氧化碳至大气中，然后在极地凝结成冰，覆盖在水冰之上。

约36亿年前，火星拥有更厚的大气层及更多二氧化碳，当时极地堆积了0.6公里厚的二氧化碳冰层和4公里厚的水冰层。二氧化碳冰层对水冰产生压力和保温效果，使其下方的水冰融化，形成并流入类似地中海大小的阿耳古瑞平原（Argyre Planitia），最远延伸约8,000公里。布勒估计，这个过程重复了约1亿年，塑造出火星上的河流地貌。

他指出，此模型首次能解释足够的水量溢出阿耳古瑞平原，并证明冷气候下水可在无需全球暖化的情况下移动，提供了火星历史的新见解。