今天看來，火星完全是一個寒冷無水而寸草不生的死寂世界，不過，對火星表面照片的仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，過去的某個時候，火星上曾經(jīng)水流湍急，水資源極為豐富——火星上殘留至今的峽谷、溝壑、古老的河床和島嶼的輪廓……所有這些只有在水量充沛的條件下才能形成。可是，這里產(chǎn)生一個問題：所有這些水都跑到哪里去了？許多科學(xué)家認(rèn)為，在極其遙遠(yuǎn)的過去，火星跟我們地球沒有多大區(qū)別，有可能火星上的氣壓很高，那里的溫度也比地球上的溫度高，無疑，那里洶涌澎湃著的也是普通的液態(tài)水。

而今天的火星跟地球相比卻有著天壤之別，它的環(huán)境已發(fā)生天翻地覆的變化——火星上的水消失了，它為什么消失？跑到哪里去了？——我們對此還一無所知。

不過，“火星俄底修斯”探測器已經(jīng)部分地回答了這些問題。從探測器獲得的數(shù)據(jù)證明，至少火星上的一部分水滲入地下，在那里結(jié)成冰，那么為什么這些水只滲入一米以下的地層中？有關(guān)這個問題的答案，可能是火星地表的特質(zhì)所決定的。從火星照片不難看出，它的表面布滿許多隕坑，這一點很像月球。顯然，這些隕坑是在幾十億年的漫長歲月中，彗星和小行星撞擊火星形成的——這種撞擊能使火星巖石松動、碎裂、形成孔洞和碎塊，還能形成地表裂縫和大面積塌陷，從而能促進(jìn)地表水加速向地下滲透。

不過，一米的深度只是火星地下冰凍水的表層界限，那么火星冰凍的地下水的最底層在哪兒？暫且也不得而知。要知道，探測器上儀器的敏感度只能探測到這個深度，再深就探測不到了，所以，這個冰層究竟有多厚也尚不清楚，目前只知道取決于火星上不同位置的地下冰層厚度的變化數(shù)據(jù)。有可能火星赤道地區(qū)的地下冰層較厚，因為那里的溫度較高，水分充沛，而兩極地區(qū)的地下冰層較薄。

還有個問題是，火星上的這個冰層是由純固態(tài)冰構(gòu)成還是永久性冰層結(jié)構(gòu)？科學(xué)家們根據(jù)探測器傳回的信號建立了火星冰層模型，該模型顯示，這個冰層的20％—40％是由純冰構(gòu)成，這就是說，如果從火星地表取土樣，土樣會是由冰、石、塵埃等混合物組成。

美國加利福尼亞噴氣推進(jìn)實驗室的雷達(dá)專家普羅特博士認(rèn)為，在火星的許多地區(qū)可能還蘊藏著純冰層，在那里的火星地下可能存在著冰凍的地下湖或體積巨大的冰塊——完全可能是從“火星俄底修斯”探測器獲得的火星某些有限地區(qū)的反射信號驟然增強的原因：抑或那里蘊藏著純冰，抑或那里的冰層厚度較其他地區(qū)更厚。

涸的溝壑密布火星表面——這一切是昔日火星水資源豐富的史證。

根據(jù)種種跡象，我們可以推斷出火星上固態(tài)冰的最少數(shù)量，按冰層的平均厚度一米計算，那么所有冰的數(shù)量會覆蓋整個火星表面幾厘米厚一層，如果火星上某些地區(qū)的冰層厚度能達(dá)到幾十米或幾百米，便可斷言，火星上某個局部地區(qū)存在一個不大的海或一個充滿水的獨特的海洋。然而，只好讓將來的火星自動實驗室或登上火星的航天員來對這個問題做出最終回答。

火星與太陽系中的其他行星形成明顯反差——它比地球小得多，但它的火山是太陽系中最多的，其峽谷也是最多最深的。火星是顆充滿沙塵的行星，它的地下充滿大量固態(tài)水。在這樣一個冰沙的世界里是否存在生命？哪怕微生物？給人們留下更多的期待。不過眼下，科學(xué)家們甚感興趣的是，在遙遠(yuǎn)的過去，火星上究竟發(fā)生了什么？是怎樣發(fā)生的？是什么原因?qū)е逻@顆紅色行星上的氣候發(fā)生如此戲劇般的變化？

（六）火星上昔日的湖泊和海洋

昔日的火星上曾有過茫茫的大海，NASA的火星探測器在火星的土壤中發(fā)現(xiàn)礦物質(zhì)就是其中一個最有力的證據(jù)。實際上，在火星的土壤中發(fā)現(xiàn)了硫酸鹽，要知道，硫酸鹽最易于溶解于水。科學(xué)家們根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)立刻斷定，昔日的火星上曾經(jīng)存在大量水體，究竟這些水體能占多大面積還尚不清楚。

NASA專家的新近研究證明了火星上的硫酸鹽某個時候曾溶解在水中的推斷，確切地說，硫酸鹽已溶解在火星昔日的海洋中。科學(xué)家們在火星上還發(fā)現(xiàn)磷酸鹽，磷酸鹽也同水有關(guān)。然而，最重要的是，火星上的硫酸鹽和磷酸鹽之間的比例關(guān)系如何，通常，火星南北半球的這一比例是固定不變的。

有專家認(rèn)為，火星北半球地域遼闊又平坦光滑的表面是已消失的海洋留下的遺跡。在火星的土壤中發(fā)現(xiàn)比例固定而且分布均勻的礦物質(zhì)鹽是這一推斷的有力證據(jù)。

但是，這些礦物質(zhì)鹽的成分和數(shù)量說明，火星上昔日的海洋是一個“酸”的海洋，因為土壤成分中磷酸鹽的濃度特別高——正是這一點對那些在火星上能發(fā)現(xiàn)生命或生命跡象的希望沒有破滅的人們來說不利，問題在于，磷酸鹽是生物體最重要的元素，因為生物體能很快從周圍環(huán)境中吞噬磷酸鹽，如果火星上曾經(jīng)哪怕存在一點點生命的跡象，也不會是火星上的磷酸鹽的數(shù)量達(dá)到如此大的程度，如此數(shù)量的磷酸鹽都白白溶解在水中了！因而，據(jù)此判斷，火星上的某個時候也沒存在過生命，存在生命的可能性變得越來越渺茫，即便火星上曾經(jīng)存在過生命，其生命的形式也絕對不像地球上的生命。

NASA專家認(rèn)為，火星上一些較小水體和湖泊留下的遺跡會隨著對火星的深入考察和研究進(jìn)一步得到解釋：為什么在火星的土壤中均勻地廣布著礦物質(zhì)？這些礦物質(zhì)完全有可能在湖泊干涸后，被火星上的季節(jié)性沙塵暴帶到火星各處的。

（七）34億年的火星湖泊

科學(xué)家們的忍耐性實在令人佩服，每一次他們都像孩子似地企盼著新年的到來，不過，他們盼望的不是新年，而是圣誕老人。2016年，歐洲宇航局計劃向火星發(fā)射新的探測器。

南美科羅拉多學(xué)院研究者們在火星上發(fā)現(xiàn)一個最古老湖泊的沿岸帶。這一重要發(fā)現(xiàn)對火星上可能存在生命的理論的發(fā)展具有重大意義。

負(fù)責(zé)這項火星研究的加·基阿其萊博士說：“在火星上新發(fā)現(xiàn)這個最古老湖泊的年齡約為34億年，其面積約130平方千米，深450米。”

該學(xué)院研究者們的這項研究成果發(fā)表在《地球物理研究快報》上。該研究使用的火星圖片是安裝在NASA火星探測器上專門用于研究火星的“HiRISE”攝像機拍攝的。

火星上這一最古老湖泊的發(fā)現(xiàn)同科學(xué)家們對火星的研究相矛盾。根據(jù)該理論，火星上最古老的凹地和山峰形成于水量充沛而溫暖時期的41億年前—37億年前。根據(jù)迄今現(xiàn)存理論，火星上新發(fā)現(xiàn)的這個最古老湖泊的形成期最晚，當(dāng)時的火星氣候已變得寒涼而干燥。從事空間生物學(xué)研究的多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，火星上任何生命跡象都是以地下微生物的形式被發(fā)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)的這些湖泊向這些微生物提供了舒適的生存環(huán)境，這些微生物的遺跡將在火星的地層中被發(fā)現(xiàn)。新發(fā)現(xiàn)的那個最古老的湖泊可能是在火星山的氣候發(fā)生急劇變化時徹底蒸發(fā)后而消失了。科學(xué)家們認(rèn)為，火星上湖泊的發(fā)現(xiàn)有助于對火星過去的生命過程有一個更詳盡的了解。2016年，歐洲宇航局計劃向火星發(fā)射“火星外來者”號火星車?yán)^續(xù)探測火星。科學(xué)家們把在火星上發(fā)現(xiàn)有機生命的希望寄托在“火星外來者”號身上。

（八）火星上曾存在太陽系最大的湖泊

我們在火星照片的環(huán)形山中看到的那藍(lán)色的東西是什么？難道是火星上的水嗎？歐洲宇航局對不久前發(fā)表的“火星快車”號探測器傳回的火星表面照片解釋道：“那藍(lán)色的東西不是水，而是光學(xué)錯覺。”

誰還能懷疑在這些火星湖中有水？！要知道，實際上，這張火星照片左側(cè)的環(huán)形山中的藍(lán)色部分和稍右一點的藍(lán)色部分很像水體，即很像湖泊，在環(huán)形山湖泊的中心的最深處，那里的水是深藍(lán)色。而在環(huán)形山岸邊較淺處，那里的水看上去呈淺藍(lán)色。與這個湖泊比鄰的地方出現(xiàn)深色斑痕，那里很像一片充滿水的沼澤地。

有湖泊的這座環(huán)形山位于一個被稱作“阿拉比亞·泰拉”的地方。該環(huán)形山的直徑約70千米，因此，這里的水體也不會小，水體寬度約20千米。這里的水清澈見底而純凈。能看見環(huán)形山底部的地貌。這個湖里可能還有魚。

如果相信歐洲宇航局，那么在這里的環(huán)形山中沒有任何水。原來，火星上的這些湖泊是被有意“裝飾”成這個樣子，以便研究人員能區(qū)分出被侵蝕地區(qū)。火星上的風(fēng)速可達(dá)100千米/小時，因此火星上的龍卷風(fēng)可肆虐數(shù)百千米甚至數(shù)千千米高，它能把火星上的地表土卷走，從而使深色的火山巖——玄武巖暴露在地表，其地表呈現(xiàn)出的青色部分是光學(xué)錯覺，似乎很像水。如果相信歐洲宇航局，火星上的湖泊類似“海市蜃樓”現(xiàn)象，實際上，那里沒有水。

顏色更深的巖石看上去很像水。火星上有“水”的照片還是早在2014年11月19日借助高分辨率立體相機拍攝的。為什么歐洲宇航局的專家們以此來吸引人們的眼球至今？可能是為了讓研究火星的興趣升溫。因為，許多懷疑論者畢竟不會再改變自己的觀點了。他們?nèi)栽诶^續(xù)認(rèn)為，火星環(huán)形山中有水，而且在火星的某個地方甚至存在生命。昔日的某個時候火星人曾生活在這里。讓人感到驚異的是，類似的想法并非沒有根據(jù)。

早在諾亞時代火星人就已經(jīng)在那里洗澡了！

NASA行星學(xué)研究所的專家們通過研究得出一個結(jié)論：“某個時候，在火星南半球的埃拉達(dá)平原曾存在一個巨大的湖泊。”

萊·勃利馬斯泰勒博士和他的同行們仔細(xì)分析了該平原上的層狀沉積巖，最后得已搞清，平原上的這些層狀沉積巖是隨著湖泊周圍的山巖在水的作用下逐漸向湖中沉積和坍陷而聚積形成的。此外，從火星上傳回的照片中不難發(fā)現(xiàn)，地表的某些地區(qū)看上去似乎覆蓋著淤泥。

火星上干涸的湖底被淤泥層所覆蓋。埃拉達(dá)平原是由于一顆巨大的隕星或彗星撞擊后形成的。進(jìn)而形成太陽系最大的隕坑，它的直徑為2000千米，深約8千米。如果相信科學(xué)家，太陽系這個大隕坑曾經(jīng)充滿了水，其容量可達(dá)數(shù)百萬立方千米。火星上水體留下的痕跡也就是太陽系最大的湖泊留下的痕跡。科學(xué)家幽默地說：“早在諾亞時代火星人就已經(jīng)在那里洗澡了。”

（九）“好奇”號火星車游弋火星湖底

美國“好奇”號火星車在火星蓋爾環(huán)形山考察時，在那里發(fā)現(xiàn)一個直徑約200千米很深的大湖。于是，“好奇”號開始游弋湖底，尋找湖水存在的科學(xué)證據(jù)，它在那里終于發(fā)現(xiàn)了時間長達(dá)幾千萬年的巖石沉積層，以此證明了在遠(yuǎn)古過去的火星上確實存在一個大湖。圖片中圓圈所示位置是“好奇”號火星車目前的活動范圍。

（十）火星兩極冰蓋呈螺旋狀之謎

為什么火星極冠呈深深的溝紋狀？為什么這些峽谷褶皺呈很像海貝花紋的螺旋狀？在個別地方還發(fā)現(xiàn)類似腦溝的地貌？地球上為什么沒有這些獨特地貌？

2004年3月25日，美國亞利桑那大學(xué)教授、地質(zhì)學(xué)博士貝雷切爾對這一系列問題做出非同尋常的回答。

火星北極地區(qū)呈現(xiàn)出深深的溝紋狀冰蓋，它呈輻射狀彎彎曲曲向外擴展——離極地越遠(yuǎn)溝紋之間的距離就越大。

自然界中的這種螺旋狀現(xiàn)象并不罕見：只要我們看一下軟體動物的貝殼如鸚鵡螺，它呈螺旋狀；從高空觀察龍卷風(fēng)也是螺旋狀；從漩渦星系的照片上還可以發(fā)現(xiàn)，從星系中心向外擴展的星系旋臂更是螺旋狀……可以說，螺旋狀在自然界中無處不在。

火星雖然跟我們的地球相像，但它卻是一顆獨特的行星——它就像兒童的陀螺玩具一樣，經(jīng)常相對設(shè)想中的垂直軸作搖擺式運動，火星由于這一搖擺式運動使陽光更近些——有時這個地區(qū)離陽光近些，而有時那個地區(qū)離陽光近些，因此在極地的這種條件下會發(fā)生以下情況：峽谷一側(cè)的冰蓋在陽光的照射下開始慢慢融化、蒸發(fā)、逐漸變深使冰蓋的溝痕加大，漸漸融化的冰水蒸發(fā)，其蒸氣朝峽谷更寒冷的背陰面運動，這些峽谷再重復(fù)凍結(jié)，結(jié)果出現(xiàn)約1000米深的獨一無二的大峽谷，整個極地地區(qū)都被這種冰封的峽谷所覆蓋，其面積達(dá)數(shù)百平方千米。

想必，這種現(xiàn)象只發(fā)生在火星上。然而，大氣層稀薄、氣候寒冷和搖擺式運動是火星的特質(zhì)。而我們作為地球人卻很幸運，要知道，地球卻沒有火星的這些怪異的特質(zhì)，特別是地球兩級附近的溫度或高或低都受到洋流和氣流的調(diào)節(jié)。此外，我們還應(yīng)該感謝我們的引力“伙伴”月球，地球之所以能被約束在一條較穩(wěn)定的軌道上運動，既不像火星那樣“搖頭尾巴晃”，也不“東竄西跑”——這正是月球的功勞！而火星則完全另外一樣，其表面每一個具體點的溫度都取決于陽光的入射角。由于火星大氣稀薄，熱對流過程非常微弱——這種微弱的熱對流過程幾乎只發(fā)生在陽光能照射到的區(qū)域，結(jié)果冰蓋峽谷的斜坡此時朝向陽光，并迅速融化而且變得越來越陡峭，其臨近區(qū)域卻處于凍結(jié)狀態(tài)。

這一切并非偶然，火星的兩級冰蓋就是具有這種螺旋狀特點——對自然界來說這種螺旋狀“造型”完全是自然而然的。

研究中發(fā)現(xiàn)，火星兩極的這種螺旋狀冰蓋越接近旋臂的邊緣，螺旋體之間的距離就越大。而在螺旋狀冰蓋的中心卻相反，螺旋體之間的距離就越小——正是由于這種原因，越接近極地，冰蓋隨火星旋轉(zhuǎn)的速度就越低，螺旋狀冰蓋之間的距離就越小。越接近極地也越寒冷，冰蓋融化得也就越慢。

過去，科學(xué)家們對火星兩極冰蓋的螺旋狀現(xiàn)象錯誤地解釋為，這是由于火星上強勁的龍卷風(fēng)造成的。看來，火星兩極冰蓋螺旋狀之謎終于被解開了！

（十一）火星南極發(fā)現(xiàn)大量固態(tài)水

如此看來，火星是諾亞時代的見證，盡管那時火星上的水量不大，諾亞卻可以在火星河里洗浴。

有人認(rèn)為，要想讓火星上的水保持液態(tài)，必須回到30億——40億年前的諾亞時代。當(dāng)時，火星的埃拉達(dá)平原地區(qū)湖水波浪激蕩，在某個地方還曾有過海，甚至還有大洋。那么，火星上如此豐富的水資源都跑到哪里去了？很可能都冷凍在火星的地下。

在第39屆月球與行星科學(xué)會議上，NASA科學(xué)家公布了借助“火星探測軌道飛行器”上的定位雷達(dá)獲得的資料。這些探測資料證明，在火星中緯度地區(qū)地表覆蓋著厚度達(dá)幾百米的固態(tài)水冰層。而且，在火星的沙層下方還發(fā)現(xiàn)固態(tài)水，其面積占火星地表總面積的1/3至1/2。沙層下方蓄水層的厚度達(dá)幾厘米至幾米深。

專家們認(rèn)為，這些地區(qū)，由于春夏秋冬在不同的季節(jié)里溫暖的陽光照射到火星地表不同，沙層下蓄水層的厚度也隨之變化，這表明，離陽光越近，固態(tài)水的蓄層就越深，反之就越淺。

繼美國探測器之后，又傳來更振奮人心的喜訊：歐洲宇航局“火星快車”號探測器在火星南極地區(qū)發(fā)現(xiàn)厚度達(dá)4千米的冰層，這占火星上固態(tài)水的90％。

參與火星考察和研究的專家認(rèn)為，火星北極地區(qū)的水儲量也不少，如果蘊藏在火星上的冰全部融化，可覆蓋火星全球幾十米深。

（十二）火星上降雪令科學(xué)家困惑不解

地球上奇缺的雪卻覆蓋了火星南極。日本科學(xué)家記錄下火星上如此出乎意料的現(xiàn)象。

火星上的降雪很像塵雪，要知道，火星上的雪云是靠二氧化碳形成的。因此，火星上降雪的化學(xué)成分當(dāng)然明顯不同于地球上的降雪。

當(dāng)溫度下降低于二氧化碳凝結(jié)水平時，二氧化碳就會凝結(jié)成冰。著陸器的測量證明，當(dāng)氣壓急劇變化時，氣壓的絕對峰值是在冬至?xí)r來臨。

當(dāng)研究人員測定了云的厚度后便能計算出降到火星上的“干冰”的數(shù)量。根據(jù)火星云的不透明性，從理論上可以做到這一點。

科學(xué)家得出結(jié)論，當(dāng)你知道空氣中有多少冰微粒時，你就能計算出需要多長時間云彩會直接降到地面。

地球人看見過外星降雪嗎？時間會向你展示。但是，用科學(xué)家的話說，有時，甚至連探測器也耐受不住火星上的低溫。

火星上下雪了！

美國“鳳凰”號著陸器首次發(fā)現(xiàn)并傳回火星上的降雪照片，火星上的雪是從雪云中降到火星大氣中的。過去，科學(xué)家沒有關(guān)于火星上降雪的任何證據(jù)。NASA稱，從火星傳回的信息資料是火星上的礦物和水之間相互作用過程的充分證據(jù)。”