火星北极附近发现远古时期冰层遗迹

火星北极冰盖图像。一项最新研究在靠近火星北极的地下发现了埋藏下的远古时期火星冰盖遗迹

北京时间5月27日消息，根据美国地质学联合会网站发布的相关新闻通报，美国科学家近期在火星北极附近地下一英里深处，发现一处埋藏地下的古代火星冰层遗迹。研究者认为，这项发现提供了一项确凿证据，证明在过去的漫长历史中，由于火星轨道参数和自转轴倾角方面发生的改变，对于火星极地冰盖的扩张与萎缩所产生的影响。

在这项研究中，美国德州大学奥斯汀分校以及亚利桑那大学的科学家们使用了源自美国宇航局“火星勘测轨道器”(MRO)上搭载的“浅层雷达”(SHARAD)获取的相关数据。SHARAD设备可以发射雷达波穿透火星表面，最大探测深度可以达到火星地表下1.5英里(约合2.4公里)。

相关研究报告已经以论文形式发表于《地球物理学研究通报》(GRL)杂志。这项研究相当重要，因为这些被埋藏的冰层代表了对于火星古代气候变化的记录，就像地球上的树木年轮可以让我们追踪过去的气候变化情况相类似。对于这些地下冰层形态和成分的分析，将帮助科学家们判断远古时期的火星是否曾经存在过适宜生命生存的宜居环境。

研究团队在雷达数据中发现在火星地表下存在沙子和水冰的混合物，其中水冰含量高达90%。这是非常巨大的数量：如果这些水冰全部消融，这将足以在火星上产生一个深度至少1.5米深的全球性海洋。事实上，这些水体可能是火星上迄今除了南北两极的冰盖之外，第三大的水资源储库。

美国德克萨斯大学地球物理研究所(UTIG)博士研究生斯蒂芬诺··奈罗兹(Stefano Nerozzi)是相关研究论文的第一作者，他指出：“我们一开始并不指望会在这里发现这么多的水。这几乎会让它成为火星上仅次于两极地区的第三大水资源储库。”

与此同时，这项研究的相关结论也得到了另外一项独立开展的研究结果的支持。那项研究由美国约翰霍普金斯大学的研究人员领衔，采用重力场分析方法开展研究，并得到了相似的结果，相关论文同样刊载到了GRL杂志上。

沙粒与水冰地层

火星北极冰盖立体图像，垂直方向进行了拉伸处理，高差有夸大

关于这些水冰的来源，研究人员猜想这是在火星上一次冰期的时候在火星极地地区逐渐累积的水冰物质。而每一次当火星整体气候变得更加温暖时，之前存在的冰盖就会停止生长，开始萎缩并被沙尘所覆盖。而这些上覆沙尘的存在，反过来也在客观上起到了保护这些冰层不被太阳辐射以及不断变得更加稀薄的火星大气影响的作用。

科学家们很早之前就知道火星上存在冰期现象，这是由于火星轨道参数和自转轴参数变化所造成的结果。在过去大约5万年里，火星黄赤交角逐渐变大，随后又开始逐渐减小，就像一个旋转中的陀螺。当火星黄赤交角变小甚至接近0时，太阳将直射火星赤道，两极地区气温下降，冰盖开始发育成长。但随着黄赤交角增加，两极地区接受到的太阳辐射增加，极区冰盖开始萎缩后退，甚至会完全消亡。

直到最近，科学家们一直认为，古代火星冰盖已经完全消失了。然而这项最新研究却显示，相当一部分的古代冰盖可能在火星地表之下被幸运地保存了下来，以沙尘和冰粒的形式，保存在火星浅地表下的地层之中。

杰克·霍特(Jack Holt)是美国亚利桑那大学月球与行星实验室教授，也是这项最新研究的共同作者，同时他也是斯蒂芬诺··奈罗兹的博士导师。他表示，这项研究揭示了火星极区与中纬度之间水冰交换的一种全新且非常重要的洞察。在此之前，通过SHARAD雷达的相关数据，科学家们已经发现在中纬度地区的地下广泛分布有水冰成分。霍特指出：“令人惊异的是，在这些埋藏冰盖中被封存的水体总量，几乎与此前所知的，埋藏在火星低纬度地下冰层中的全部水体的量相当，并且两者的年代也基本相当。”而对火星过去气候历史的研究将有助于我们了解火星在历史上是否曾经存在过宜居环境。

斯蒂芬诺··奈罗兹表示：“如果火星上要存在液态水，那么理解火星全球有多少数量的水资源，以及火星极地困住了多少水资源就会显得很重要。你可能备齐了所有适宜生命存在的环境条件，但如果大部分水体都被锁定在极区，那么在赤道地区的水资源数量就会显得不足。”

关键词： 火星北极，冰层遗迹