科学家在《科学》杂志上发表报告说，大量的古代火星水可能被埋在火星表面之下，而不是逃逸到太空中。星期二发表的这项研究结果可能有助于理清各种理论之间的冲突，这些理论试图解释数十亿年前火星表面丰富的水资源消失的原因。

加州理工学院的研究人员通过火星探测器、漫游者和陨石的建模和数据发现，这颗红色星球最早的水量有30%到99%的范围可能是通过一种称为地壳水合作用的地质过程从表面消失的，水被锁在火星的岩石里。

火星岩石表面到处都是过去水的证据，干涸的湖床和岩层说明了一个由30多亿年前的液体形成的世界。多年来，科学家们一直认为这些水大部分是外流到太空中的，使地球处于目前非常干燥的状态。

但这需要时间。而水从大气中逸出的速度，再加上曾经存在于火星表面的预测水量，与现代对火星的观测结果并不完全吻合。该研究的合著者之一胡仁玉（renyuhu）说：“如果这种情况在过去40亿年里持续下去，那么它只能解释一小部分的水分流失。”。这给研究人员留下了一个关键问题：火星上其余的水到底去了哪里？

这项由加州理工学院研究行星表面过程的地质学研究生伊娃·谢勒（Eva Scheller）领导的研究也许能提供一个答案。研究发现，大部分的水分流失发生在37亿到41亿年前的火星诺亚时期。在这段时间里，火星上的水除了逃离火星的大气层外，还可能与火星地壳中的矿物质发生相互作用和融合，从而锁住了大约一半大西洋的水。

“我们的团队在研究初期意识到的一件事是，我们需要关注过去10到15年火星探测的证据，这些证据涉及我们对火星地壳的发现，特别是火星地壳中水的性质，”Bethany Ehlmann说，该研究的合著者，加州理工学院地质和行星科学教授。

水可以通过一种叫做化学风化的过程分解岩石，这种过程有时会导致矿物水合。水合矿物质吸收和储存水分，把它锁起来。例如，石膏，一种在火星上自然发现的水溶性矿物，除非在高于212华氏度的温度下加热，否则它可以保持水分被截留。

多年来，科学家们一直在观察火星表面含水矿物的分布情况，这要归功于美国宇航局（NASA）的火星勘测轨道器（Mars surveillance Orbiter）等航天器，该探测器从2006年开始绘制火星地质和气候图。但仅这些观点有时是有限的。美国航天局火星探测项目的首席科学家迈克尔·迈耶说：“你必须挥挥手，推断你在火星表面看到的那一层有多厚。”。

他说：“只有用你的火星车或登陆车，比如凤凰号，在地表特定的地方进行测量，或者偶尔能看到一个新的陨石坑，你才能知道地球上特定的地点有多厚，你所看到的水合矿物质。”。“所以答案就在那里，但随着时间的推移，随着你获得更多的数据，答案会慢慢积累。”

这就导致了这项研究的结果，即海洋中的远古水可能是从内部流出的，而不是从外部流出的。“我们想从不同的角度来理解这一点，”舍勒说。

地壳水合作用发生在地球上，但我们的活动板块构造系统在地球深处回收岩石，加热岩石并在此过程中释放水。内华达大学拉斯维加斯分校的行星地球化学家克里斯托弗·阿德科克说，这些水通过火山活动被送回地表。

另一方面，火星的地质活动不如地球活跃，这可以解释为什么火星表面只有有限的水。火星上有水的最明显证据是火星两极的冰和大气中的微量水。科学家们研究了月球、火星和其他行星上的含水岩石，认为它们是未来宇航员任务的饮用水或燃料的潜在来源，可以为栖息地和火箭提供动力。

阿德科克的研究包括人类如何在火星上合成和利用矿物质作为饮用水和火箭燃料，他说，舍勒团队的研究结果并没有完全改变资源利用的游戏，“但这无疑是一个令人鼓舞的提醒，我们在火星执行长期人类任务所需的水可能就在我们脚下当我们到达那里的时候。”

上个月，美国宇航局将其“毅力”号火星车降落在火星的杰泽罗陨石坑上，那里有一个干涸的湖床，湖床的土壤可能保存着含水矿物和微生物化石的最原始证据。毅力号将收集微小的土壤样本，并将它们散布在陨石坑表面，供未来的“取回”探测器取回。这为科学研究背后的研究人员提供了一个诱人的机会。

“来自Jezero的样本将帮助我们测试这个模型，”Ehlmann说。“这增强了带回这些样本的重要性。”

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