火星 | | 写满消失河流与湖泊的红色荒漠

我们怎么知道火星上曾经有过河流和湖泊？

今天的火星寒冷而干燥，但在很久以前，许多地区曾有河流和湖泊。流水切出的峡谷、河流堆积形成的三角洲，以及与水反应后生成的矿物，都指向同一段过去。科学家把这些证据放在一起，重建火星水消失的历史。

这并不意味着整个火星曾长期被温暖的海洋覆盖。不同地区出现流水的时间和持续时长可能各不相同，研究人员也在探讨寒冷环境中的冰是否曾反复融化。可以确定的是，火星表面并非从一开始就像今天这样干燥。

火星的岩石和土壤中含有大量含铁矿物。这些矿物发生氧化，就像地球上的铁生锈一样，随后碎成细尘并覆盖大片地表。风把尘埃扬入大气，因此从远处看，整颗行星都呈红色。

近距离观察时，火星表面并不只有一种红色。那里还有棕色和金色的土壤、黑色岩石以及浅色矿物。“红色星球”并不是说每一片地面颜色都相同，而是氧化铁尘埃构成了从远处最容易看到的代表色。

“毅力号”火星车正在探测的杰泽罗撞击坑中，保留着一片扇形三角洲。35亿多年前，河水越过撞击坑壁的缺口流入坑内，形成湖泊并沉积沙和泥。轨道观测还在三角洲沉积物中发现了受水作用改变的黏土矿物和碳酸盐矿物。

河流进入湖泊后流速减慢，便会放下携带的物质，形成三角洲。“毅力号”拍摄的沉积层不仅记录了相对平静的湖泊，也留下了后来猛烈洪水搬动巨石的痕迹。杰泽罗的水历史并不是湖水只注满一次、再静静干涸的简单故事。

当河道形状的峡谷、扇形三角洲和受水作用改变的矿物在同一地点彼此衔接时，一座古老湖泊的历史便显现出来。

今天的火星大气比地球稀薄得多，液态水难以长时间停留在表面。但水并没有完全消失。两极和浅层地下存在冰，一部分水还被锁在构成岩石的矿物之中。

2021年发表的一项火星水循环模型提出，火星早期约30%至99%的水可能被困在地壳矿物里。这个范围非常宽，说明确切数量仍未确定。火星的一部分水逃逸到了太空，但并不是所有水都沿同一条途径消失。

大气中的许多物质也逃逸到了太空。2014年至2025年，MAVEN轨道器观测了太阳紫外线和太阳风如何把粒子从火星高层大气中剥离。根据氩原子比例进行的分析估计，火星大气中原有的氩约有65%流失到了太空。这一结果说明，太阳的影响在漫长时间里对火星大气变薄起了重要作用。

不意味着。“毅力号”在2024年从名为“Cheyava Falls”的岩石中采集了一份样本。样本中有含有机碳的泥岩，也有铁、硫矿物聚集形成的小斑点。2025年发表在Nature上的论文把这种组合归为潜在生命迹象，因为它可能与生命活动相符。

潜在生命迹象并不表示已经确认生命存在。 它的意思是，科学家既要检验这种特征是否可能由生物产生，也要检验它是否可能来自没有生命参与的化学反应。有机物本身也不是生命存在的证据。

研究团队考察了多种不需要生物参与的反应，但仅凭火星车现有的仪器还无法判定哪种解释正确。“毅力号”已经把这块岩石的样本密封保存。要弄清矿物、有机物和斑点的形成过程，还需要更灵敏的仪器分析和进一步研究。

火星的红色尘埃反映了今天干燥的环境，而尘埃下的峡谷、三角洲和矿物记录着曾经有水的过去。在杰泽罗，平静的湖泊和猛烈的洪水留下了不同的岩层；大气和水也都不是通过单一过程消失的。

因此，不能只凭一张照片或一种特别的矿物来判断火星的历史。当地形的形状、岩层的顺序、矿物的成分和大气中的原子比例彼此吻合时，火星如何发生变化才会更加清楚。火星既是一片干燥的荒漠，也是一颗保存着古老环境变化记录的行星。