火星上的水來自哪裡？宇宙撞擊或許為其帶來豐沛降水

摘要： 一項新研究發現，火星“青年時期”受到的宇宙撞擊也許曾為火星帶來過豐沛的降水。這或許能解釋火星為何一度是一顆被水覆蓋的星球。雖然如今的火星寒冷且乾燥，但近幾十年來，有越來越多的證據顯示火星表面一度被河流、小溪、湖泊、甚至海洋所覆蓋。既然地球上凡是有水之處皆有生命，火星的這段歷史說明，...

圖為NASA奧德賽號火星探測器2011年在惠更斯撞擊坑上方拍下的紅外地形圖。

然而，雖然找到了火星上曾經有水的證據，科學家一直不清楚火星早期的水究竟從何而來。在火星形成早期，太陽的溫度比現在要低。此前也有氣候模型顯示，火星上可能沒有足夠的溫室氣體，不足以積聚形成大量降雨所需的熱量。

如今有一項尚未經過同行審議的研究，或許能為這個謎題提供答案：來自宇宙的撞擊在火星表面產生了大量熔岩、或使岩石蒸發、形成蒸汽，從而使火星溫度升高。該論文指出，這一機制或許能解釋火星過去為何更溫暖溼潤。為進一步研究這種可能性，科學家利用火星氣候與地質計算機模型，分析了宇宙撞擊對火星環境造成的影響。

“利用與地球全球變暖預測模型類似的、精密的三維全球氣候模型，我們首次成功以三維形式模擬了約40億年前、火星受到的劇烈撞擊所引發的氣候變化。”該研究主要作者、法國索邦大學行星科學家與氣候學家馬丁·杜貝特（Martin Turbet）表示。

研究人員著重分析了擊中火星的大型隕石。這些隕石的直徑達100公里以上，足以解釋火星上最大的、直徑達600公里的撞擊坑的成因。

科學家發現，其中一次撞擊使火星大氣溫度劇烈升高，以致於足足有半個火星年的時間，水都無法在火星表面保持穩定狀態。在此之後，火星上連下了12個火星年的雨。在此期間，由於撞擊而蒸發的水又以大暴雨的形式回到地表，每地球年的平均降雨量達2.6米。（1個火星年約相當於1.88個地球年。）

大雨過後，火星會迅速降溫，所有地表水都在一千至十萬年間凍結成冰。又過了另外一萬至十萬年，太陽輻射將火星表面的冰直接轉化為水蒸氣，使水轉移到火星極地地區和其它寒冷區域、並在那裡再次結冰。

研究人員的計算結果顯示，某次足夠劇烈的撞擊（比如說，一顆直徑300公里的隕石在火星表面形成了直徑達1500公里的撞擊坑 ）除了造成上述全球性後果之外，還會在火星表面形成一個區域性熱斑，能夠存續數千萬年。儘管這個熱斑的溫度還不足以融化火星表面的冰，但它可以幫助地下水和冰層底部的水保持液態。

不過，這些新研究發現並未對火星上最顯著的、由水產生的特徵進行解釋——火星赤道南側的大型峽谷網路。不過，撞擊帶來的暴風雨很可能在火星赤道附近發展得最為“熾烈”。此前研究也顯示，峽谷網路和火星上最大的盆地似乎是在火星曆史的不同階段形成的。

這些發現還顯示，這些大暴雨或許就是科學家通過火星快車、火星偵察軌道器等任務發現的撞擊坑侵蝕現象的成因。此外，由宇宙撞擊引發的大暴雨也許還促進了火星上遠古黏土的形成，兩者在時間上是一致的。

該研究論文已在論文預印 網站 arXiv.org上發表，並已經提交給行星科學期刊《伊卡洛斯》（Icarus），不過尚未被接收。