科學(xué)家早就知道古代火星上的水資源豐富，但對于液態(tài)水是否普遍存在，或者它是否大部分在冰中凍結(jié)，尚未達(dá)成共識。

溫度是否足夠高以允許水流動?這是在一段時間內(nèi)發(fā)生的，還是偶爾發(fā)生的?表面是沙漠還是冰凍?溫暖的條件使得生命在古代火星表面上獨(dú)立發(fā)展的可能性更大。現(xiàn)在，對地球上類似沉積物的紅色行星上的礦物沉積模式進(jìn)行了新的比較，這使得早期火星有一個或多個長時間以暴雨和流動水為主的觀點(diǎn)變得更加重要，水隨后會凍結(jié)。

Briony Horgan教授(普渡大學(xué))今天在巴塞羅那舉行的Goldschmidt地球化學(xué)會議上介紹了這一發(fā)現(xiàn)，他說：“我們知道火星表面有一段時間被凍結(jié);我們知道水有自由流動的時期。但我們不會我們確切地知道這些時期是什么時間，以及它們持續(xù)了多長時間。我們從來沒有向火星區(qū)域發(fā)送無人任務(wù)，這些區(qū)域可以向我們展示這些最早的巖石，因此我們需要使用地球科學(xué)來了解那里可能發(fā)生的地球化學(xué)。

我們對俄勒岡州瀑布，夏威夷，冰島和地球上其他地方的氣候條件風(fēng)化的研究可以向我們展示氣候如何影響礦物沉積模式，就像我們在火星上看到的那樣。在地球上，我們發(fā)現(xiàn)冰川中的二氧化硅沉積是熔化水的特征。在火星上，我們可以在更年輕的區(qū)域識別類似的二氧化硅沉積物，但我們也可以看到與地球溫暖氣候的深層土壤類似的老區(qū)域。這使我們相信，在3到40億年前的火星上，我們有一個從溫暖到寒冷的一般緩慢趨勢，有著解凍和凍結(jié)的時期。

“如果是這樣的話，那么在尋找火星上可能存在的生命這一點(diǎn)非常重要。我們知道地球生命的基石在地球形成后很快就會形成，而流動的水對于生命的發(fā)展至關(guān)重要。所以證明我們在火星上擁有早期流動的水，將增加簡單生命可能與地球同時發(fā)生的機(jī)會。我們希望火星2020任務(wù)將能夠更密切地關(guān)注這些礦物，并開始準(zhǔn)確回答火星還年輕的時候存在的條件。“

對火星表面地質(zhì)的分析支持從溫暖到寒冷氣候的趨勢，但氣候模型本身并不支持這一點(diǎn)，因為來自年輕太陽的熱量有限。“如果我們的研究結(jié)果是正確的，那么我們需要繼續(xù)研究火星氣候模型，可能包括一些化學(xué)或地質(zhì)，或其他可能使年輕行星變暖的過程，”Horgan說。

該研究小組將地球數(shù)據(jù)與使用NASA CRISM光譜儀檢測到的火星礦物進(jìn)行了比較，該光譜儀目前在火星軌道上運(yùn)行，可遠(yuǎn)程識別曾經(jīng)存在水的表面化學(xué)物質(zhì)。他們還從Mars好奇號流浪者那里獲取數(shù)據(jù)。Horgan教授是Mars 2020任務(wù)的共同調(diào)查員，將于2020年7月啟動并于2021年2月開始探索Jezero Crater。

評論，斯科尼布魯克大學(xué)教授Scott McLennan說：“這項工作特別令人興奮的是，它使用了很好地理解了基于地球的地質(zhì)過程，這些地理過程來自火星的良好類似物。結(jié)果不僅從發(fā)展的角度來看是有意義的?；鹦菤夂蜓莼Ｐ鸵舱故玖诵纬赡壳坝珊闷嫣柼綔y器分析的所有樣品中最有趣，最令人困惑和非結(jié)晶成分的可能機(jī)制。“(McLennan教授沒有直接參與這項工作;這是一個獨(dú)立的評論。)