摘要：阿肯色大学研究团队通过对比地球和火星的地质特征，为火星北半球曾存在古代海洋提供了迄今最有力的证据。这项发表在《地球物理研究快报》上的研究，首次在火星表面识别出"死水"地质结构——这种特征只有在河流汇入大型水体时才会形成。这一发现不仅证实了火星曾经拥有广阔海洋的

信息来源：https://www.universetoday.com/articles/yes-mars-once-had-an-ocean-says-new-research

阿肯色大学研究团队通过对比地球和火星的地质特征，为火星北半球曾存在古代海洋提供了迄今最有力的证据。这项发表在《地球物理研究快报》上的研究，首次在火星表面识别出"死水"地质结构——这种特征只有在河流汇入大型水体时才会形成。这一发现不仅证实了火星曾经拥有广阔海洋的假说，也为红色星球可能孕育过生命提供了新的支撑。

研究团队由地球科学博士生科里·休斯领导，他们通过分析NASA火星侦察轨道器拍摄的高分辨率图像，在火星乌托邦平原北部的Aeolis Dorsa地区发现了与地球阿肯色州西北部韦丁顿砂岩地层惊人相似的地质结构。这种相似性为理解火星古代水文环境提供了全新视角，同时揭示了两个星球在数十亿年前可能经历过类似的地质演化过程。

跨星球地质对比揭示的秘密

休斯团队的突破性发现源于对地球古代河流系统的深入研究。在阿肯色州西北部，他们长期观察着3亿年前形成的韦丁顿砂岩地层——这是地球上唯一已知的反转三角洲实例。这种独特的地质结构记录了古代河流从现今印第安纳州流向覆盖阿肯色州中部古海洋的完整过程。

当研究人员将目光转向火星时，他们在Aeolis Dorsa地区发现了几乎相同的地质特征。通过火星侦察轨道器的高分辨率成像，团队识别出了典型的"死水"结构——河流在接近大型水体时由于流速减缓而形成的沉积物堆积区域。这些特征在火星表面延伸数百公里，规模之大让研究人员能够从太空中清晰观察到。

欧空局的火星快车捕捉到了这张古老的干涸河流系统的图像，该系统横跨火星表面近 700 公里（435 英里）。图片来源：欧空局/Björn Schreiner/柏林联邦大学

参与研究的约翰·肖教授指出，这种跨星球的地质对比研究方法为行星科学开辟了新的研究路径。"我们能够利用地球上的地质记录作为解读其他星球历史的钥匙，这种方法的有效性在这项研究中得到了充分证明。"

地质学家们发现，火星上的反转山脊形成机制与地球略有不同。由于火星缺乏板块构造活动，这些山脊很可能是通过砂岩周围较软沉积物的差异侵蚀而形成的，而不是像地球那样通过构造抬升。这种差异反映了两个星球不同的地质演化历史。

古代水文系统的完整画卷

研究团队的发现描绘了火星古代水文系统的完整图景。在30-40亿年前的诺亚纪晚期和赫斯珀里亚纪早期，火星拥有更加温暖湿润的气候条件，大气压力也比现在高得多。在这种环境下，大量河流携带着沉积物从南部高地流向北部低地，最终汇入覆盖北半球的广阔海洋。

*位于阿肯色州西北部的爱丁顿砂岩地层的图像。图片来源：国家地质学家办公室*

这些古代河流系统的规模令人震撼。欧空局火星快车探测器此前捕捉到的图像显示，一些干涸的河流系统横跨火星表面近700公里。这些巨大的水道网络不仅证明了火星曾经拥有活跃的水循环，也表明当时的气候条件足以维持大规模的地表水流。

丹尼森大学的安贾利·费尔南德斯教授参与了这项研究，她强调了三角洲系统在理解行星演化中的重要性。"三角洲是河流和海洋相互作用的产物，它们的存在直接证明了大型水体的存在。在火星上发现如此成熟的三角洲系统，为古代海洋假说提供了无可辩驳的证据。"

水研究所的地球科学家特拉维斯·斯旺森补充说，火星上这些地质特征的保存状况为研究古代水文过程提供了独特机会。由于火星缺乏活跃的侵蚀作用和构造活动，这些古代特征得以完好保存，为科学家提供了研究早期火星环境条件的珍贵样本。

生命存在可能性的新线索

火星古代海洋的存在为红色星球曾经孕育生命的可能性提供了重要支撑。现代生物学研究表明，液态水是已知所有生命形式的基本要求，而大型稳定的水体为生命的起源和演化提供了理想环境。

约翰·肖教授在谈到这一发现的意义时表示："我们不知道地球上或宇宙中任何地方有任何生命形式不需要液态水。因此，我们在火星上发现的液态水越多，就越能为生命的存在可能性提供更强有力的论据。"

火星古代海洋不仅提供了液态水环境，还可能具备了其他支持生命的条件。大型水体能够调节气候，提供相对稳定的温度环境；海洋中的化学循环可能产生了有机分子合成所需的各种元素；而河流带来的沉积物则可能为早期生命形式提供了栖息场所。

近年来，火星探测器在红色星球上发现了越来越多的有机化合物和矿物学证据，这些发现与古代海洋假说相互印证。好奇号和毅力号火星车在不同地区都检测到了只有在有水环境中才能形成的矿物质，进一步支持了火星曾经拥有丰富液态水的观点。

行星演化的新认识

这项研究不仅证实了火星古代海洋的存在，也为理解类地行星的演化过程提供了新的见解。火星和地球在早期历史中可能经历了相似的发展阶段，都拥有温暖湿润的气候和活跃的水文循环。

然而，两个星球的演化轨迹在某个关键时期出现了分歧。火星由于质量较小，无法长期维持厚重的大气层，其全球磁场的消失也使大气层遭受太阳风的剥蚀。最终，火星失去了维持液态水存在的条件，逐渐演变成今天干燥寒冷的世界。

今年1月，阿肯色大学主办了一次专门讨论这一研究的学术会议，来自NASA喷气推进实验室、行星科学研究所、德克萨斯大学和斯坦福大学的12名行星科学家参加了会议。与会专家们实地考察了韦丁顿砂岩地层，亲身体验了地球和火星地质特征的相似性。

这种多学科合作的研究方式正在成为行星科学发展的重要趋势。通过结合地球科学、行星地质学、气候建模和天体生物学等多个领域的专业知识，科学家们能够更全面地理解行星系统的演化历史。

休斯团队的发现为未来的火星探测任务提供了重要指导。了解火星古代水文系统的分布和特征，将有助于选择最有潜力发现生命迹象的探测目标。同时，这项研究也为寻找太阳系外宜居行星提供了新的评估标准和探测方法。

随着技术手段的不断进步和更多探测数据的获得，科学家们有望在火星古代海洋研究方面取得更多突破性发现，为人类最终登陆火星和深空探索奠定坚实的科学基础。

来源：人工智能学家