古早時期的火星是溫暖還是寒冷?


20世紀初期科學家便發現火星上頭有如同地球上河谷一般的特徵,一直以來也都想像著火星過去十分溫暖,且有河流在上頭流動。但亞利桑那州立大學的安娜·格勞·加洛夫(Anna Grau Galofre)和兩位同事將火星上的山谷特徵和地球進行比較。他們認為,火星其實一直以來都不溫暖,山谷是由冰川和下方流動的水所切割出來。

引起加洛夫懷疑的是2015年由羅賓·華茲華斯(Robin D. Wordsworth)所做的研究,華茲華斯模擬了火星的立體氣候模型,結果發現無法重現大家所期待的溫暖又潮濕的火星。另一方面,火星上頭的部分山谷地形和紐約西部的手指湖如出一轍,而那是冰河消退所遺留的地形特徵。於是,加洛夫團隊前往加拿大北極地區、世界上面積最大無人島的德文島進行野外考察,將山谷特徵分類成開放性河流、冰河邊緣融化的水、次冰河流動及地下水等四種成因。同時,將採集到的特徵和火星上超過一萬個山谷、涵蓋六十六個流域進行比較。

結果顯示,其中二十二個流域出現冰河下流體侵蝕的特徵,例如成群出現的手指狀分支;十四個出現複雜的支流和較窄的河道;九個的山谷寬度僅三至五公里,同時包含冰河後退造成的特徵。雖然還有十八個流域無法確定成因,但可能是來自於地下水的僅有三個流域。

然而這結果並不否定生命存在在火星上的可能,因為冰層下方的環境溫度恆定,甚至還可以阻擋來自太陽的有害射線。南極冰層下方四公里深處的沃斯托克湖(Lake Vostok)中,便發現有微生物在那生活了數百萬年。目前美國太空總署的毅力號探測器正前往火星,科學家希望毅力號能帶給我們更多的線索。

【圖:加州理工學院;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年8月3日出版的《自然-地球科學》期刊

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