经过四年半的火星探索，美国宇航局的“好奇”号火星车有了一个新的发现，这只加深了关于这颗红色星球的一个长期谜团——即地球过去是如何如此潮湿的。几乎所有的火星科学家都同意数十亿年前火星表面有流动的河流和湖泊。但有一个问题：没有人能很好地解释远古火星当时的温度如何足以支持液态水。好奇心就是发掘那些只会让事情变得更混乱的线索。

自从火星车在一个叫盖尔陨石坑的地区着陆以来，它发现了火星表面曾经**液态水的重要迹象。好奇号一直在冲刷数百米的沉积岩，这些沉积岩被认为是35亿年前火山口中的一个湖泊沉积的。但是时间上有个问题：当火星表面有水的时候，太阳并没有放出那么多的热量。这是一个被称为“微弱的年轻太阳悖论”的难题，我们的太阳系恒星产生的能量只有今天的70%。这意味着一定有其他因素使火星升温到足以使地表水以液体的形式存在。

一个主要的观点是火星大气中含有大量的二氧化碳，这是一种能吸收热量的温室气体。如果二氧化碳的含量足够高，理论上它可以将火星加热到湖泊和河流在表面流动所需的温度。但好奇心几乎颠覆了这一理论。本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究表明，火星车没有发现古代二氧化碳大气的重要副产品。

如果火星上确实有厚厚的二氧化碳大气，这些气体就会溶解到火星上的水中，形成一种叫做碳酸的物质。这种酸会使水下的岩石风化，最终产生一种被称为碳酸盐矿物的物质。然而，好奇号并没有发现这些矿物质。”美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家、这项研究的主要作者托马斯·布里斯托告诉《边缘》杂志说：“在非常厚的富含二氧化碳的大气中，湖泊和河流中形成的沉积物预计会含有碳酸盐矿物。”但我们在盖尔陨石坑的岩石中都没有看到它们。”

这并不意味着火星上没有碳酸盐。研究人员以前肯定在这颗红色星球上发现过这种矿物。新的发现意味着好奇号的化学仪器——一种用X射线照射岩石样本以寻找矿物的工具——并没有在盖尔陨石坑中发现任何这种物质。如果碳酸盐只占被分析岩石的百分之几，CheMin仪器就能检测出碳酸盐。但由于“好奇”号还没有发现任何碳酸盐的迹象，这种矿物就在仪器的检测极限之下。”布里斯托说：“如果那里有碳酸盐的话，它们的含量就很小。”。

这对厚二氧化碳大气理论来说不是个好兆头。为了让远古的火星足够温暖以支持液态水，这个星球需要一巴压力的二氧化碳。相当于地球大气中二氧化碳的一倍。然而，考虑到好奇号化学仪器的探测极限和所发现的碳酸盐的缺乏，美国宇航局估计大气中的碳比一巴的压力低几十到几百倍。

这一发现证实了宇宙飞船在火星轨道上的发现。在火星上运行的无数载具也没有像研究人员预期的那样在火星上发现那么多的碳酸盐，好奇号的发现似乎证实了这种化合物并不像之前认为的那样在红色植物上那么丰富。”当你从太空进行观察时，总会有一种方法来解释所发现的碳酸盐的缺乏。“也许卫星找错地方了，”布里斯托说但现在我们能够从太空中看到的东西中找到真相，“所以看起来火星古老的大气层被二氧化碳饱和的可能性越来越小。

当然，还有很多其他的温室气体，比如二氧化硫、甲烷、一氧化二氮，甚至氢气，都可能使远古火星升温。有一种理论认为，早期火星受到许多火山喷发的困扰，这些火山喷发将二氧化硫带入大气层，使地球保持温暖。布里斯托说：“但是这个模型似乎并不完全适合，因为火山爆发造成的这种变暖只会持续几百到几千年。”“这不是我们在岩石记录中看到的，”他说这意味着地球表面已经温暖了几十万年或数百万年。”

还有一种观点认为，也许火星没有那么热，盖尔陨石坑的湖面被一层冰覆盖了。这些冰可能起到了毯子的作用，使下面的水保持足够的温度，保持液态。但布里斯托说，这一理论也不令人满意，因为好奇号在盖尔陨石坑的沉积岩中没有发现任何古代冰川作用的迹象。

还有一种观点认为，也许火星的轨道发生了变化，几十亿年前火星以某种方式更接近太阳。不过，这个概念有点难以验证，这意味着这个谜团远未解开。”布里斯托说：“这真是个谜。”很长一段时间以来，人们一直在思考火星上富含二氧化碳的大气层。。。也许有某种局部机制可以让湖泊保持温暖，这是以前从未考虑过的。”