想当年火星在内部热量没有散失之前,也是有磁场的存在。在超过10亿年的时间里,火星的地质、地形、条件,可能与地球相当,甚至可能存在生命。即使在今天,科学家们也已经探测到火星的表面含有液态水。我们可以通过研究火星表面的各种特征,来了解火星水的去向?
火星曾经也很繁荣
陨石坑
图:火星表面的陨石坑
我们可以在火星表面发现和月球表面一样的大大小小的陨石坑,可见火星也没少被小行星摧残。太阳系不断地用小行星、彗星和其他撞击物轰击火星,甚至影响了火星的内部构造。地球相对来说并没有那么多陨石坑,那是因为地球被“轰击”的次数少?其实不然。
图:月球表面
如果你看到月球的表面的陨石坑就能知道月球兄弟,曾经为我们挡下的多少子弹。然而这个防弹衣,体积与质量实在太小,最多只能遮住地球的“头部”。月球的表面就是当年地球的其余地方的缩影。
图:地球与月亮比例图。
但如果你从太空中望像地球,你会发现地球没有那么不堪。是因为地球质量相对较大,小行星如同“毛毛雨”?质量是其中一个原因之一,早期的陨石对于地球来说其实是“雪中送炭”!
图:地球的结构
地球由于质量、体积较大,所以早期形成之前撞击并吞噬了大量的小行星,在这个过程中变成一颗火球岩浆遍地。随着时间的流逝,变慢慢慢冷却,在内部形成了分层结构,由于板块与软流层的特殊结构,小行星俯冲带来的巨大冲击能得以缓冲并传递给内部的软流层,所以地球并不容易出现较大的陨石坑。当软流层受到压力就会把岩浆从火山口挤出来,而火山的活动又会因为大气层的存在而不断被回收利用,可以说这是一个蓄能的过程。你对于地球来说小行星是不是来送经验的。
图:木卫一
如今地球最好的例子就是木星最近的卫星——木卫一。木卫一实在是太极端了,你要光看它表面,你都看不出来它是一颗卫星,因为在任何时候,你都看不到它身上有多少陨石坑!
奥林匹斯山与水
现在的火星没有磁场来抵御太阳风,水被太阳风的带电粒子流大量电解,同时太阳风也吹走了它的大气,导致它的大气极为稀薄,无法锁住被电解的氢气。虽然水分的缺失,导致火星遍地黄沙,但是沙丘也无法掩盖住宇宙为它雕刻出的陨石凹洞。
图:别看火星个头不大,却拥有太阳系最高峰——奥林匹斯火山。
然而,火星拥有太阳系最高的火山,似乎又在提醒着我们,火星曾经也像地球一样内部岩浆活跃,甚至火山活动比地球更为激烈。如果是这样,那火星就具有像地球一样的熔融内核。内核的高温会形成带电的等离子体,加上火星与地球相似的自转和轴线倾斜角度,于是说明当年火星也存在磁场。我们知道火山活动和熔岩流肯定是火星过去历史的一部分,那么能保护“液态水”的“磁场”曾经也是火星的一部分。
水的证据
图:漫游者号发现的火星“蓝莓”
上图的小球体也被称为火星蓝莓,是由火星漫游者发现的,通常在存在于火星地势较低的地区。
科学家认为这有点类似地球上的物体,但一般存在于湖泊或者大海的深处。再加上科学家也看到了干涸的河床、沉积岩和冰冻的湖泊、地下冰,甚至是极地冰盖等证据。
图:火山冰盖
因此,水的历史证据是压倒性的,这并非单一的证据,这是一套完整的火星历史演化推理,以及大量水存在的证据,所以科学家认为火星曾经有过含水的过去。
图:火星上的沟壑
看看上面的沟壑。那是由河流雕刻的吗?冰川吗?还是熔岩流?
下面是一个更复杂的特性。
这些溪流会流入大河吗?或者这是一个熔岩脊,类似于地球上的中大西洋脊,熔岩从侧面流下来的地方?
从视觉上看,这是不可能的。但是,多亏了轨道测量仪,科学家想出了一个锦囊妙计。他们通过测量这些特殊的地形,或者图中每个点的相对高度。
如果是熔岩流,那么在最高点(在高度上)位应该是熔岩流的最高处,而熔岩都必须从最高点开始“下坡”,最后在最低海拔处以“卷须”结束。
如果这是由水引起的,卷须的末端会在最高点,向下流入下面的水流域。很明显结果是第二种情况。
以上两类特征的答案都是水,而不是熔岩!事实上,只有一类特征看起来不像是由水形成的。
图:地面裂缝性火山口
火星上有一类特征被称为地面裂缝性火山口,它们似乎由各种各样的因素造成的。其中一些是基于水的,另一些是基于熔岩的。所有这些特征都起源于数亿(甚至数十亿)年前的火星,并一直持续到今天。
总结
充分的证据告诉我们火星曾经存在大量水,现在表面有少量水,或许地下有大量水。从侧面来看美国投入大量的人力物力探测火星,说明水的存在已经是板上钉钉的事了。