火星水之謎新解：二氧化碳冰層提供隔熱效應 融化水冰產生河流

火星上的二氧化碳冰川如何促成液態水的形成。（示意圖：shutterstock／達志）

火星上面有許多河流存在過的地貌，長久以來也是個水之謎。火星極地冰層上的二氧化碳冰層提供的隔熱效應，或許能解釋赤色星球古老河流特徵的起源。目前這項研究已於《地球物理研究期刊：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）上發表。

據《天文學》（Astronomy）9日報導，火星與地球在地貌上有許多相似之處，如山谷、峽谷、沖積扇及蛇形丘（Esker）等，都是由流水長期沖刷而成。然而，科學家長期困惑於火星過去如戶擁有如此大量的液態水。

美國行星科學研究所（Planetary Science Institute）的科學家布勒（Peter Buhler）提出新模型，認爲火星大氣中的二氧化碳曾凝結形成約0.6公里高的冰層，覆蓋在更大範圍的水冰上，導致冰層下的水冰融化並形成數千公里長的河流。

布勒的模型試圖解釋火星曆史中的一個關鍵點：是什麼使火星溫度足夠升高，融化大量水形成今天可見的河流特徵？他表示，現有假說認爲曾有未知的火星全球暖化事件，但該說法並不令人滿意。

布勒的模型着重於火星自轉軸傾斜變動引發的長期二氧化碳循環。火星軸心現傾斜25°，與地球相近，但在數十萬到數百萬年間，火星軸可能從0°擺動至80°。這種擺動使赤道地區受熱釋放二氧化碳至大氣中，然後在極地凝結成冰，覆蓋在水冰之上。

約36億年前，火星擁有更厚的大氣層及更多二氧化碳，當時極地堆積了0.6公里厚的二氧化碳冰層和4公里厚的水冰層。二氧化碳冰層對水冰產生壓力和保溫效果，使其下方的水冰融化，形成並流入類似地中海大小的阿耳古瑞平原（Argyre Planitia），最遠延伸約8,000公里。布勒估計，這個過程重複了約1億年，塑造出火星上的河流地貌。

他指出，此模型首次能解釋足夠的水量溢出阿耳古瑞平原，並證明冷氣候下水可在無需全球暖化的情況下移動，提供了火星曆史的新見解。