火星最后的液态水大约在 20 亿年前流动

到目前为止，有大量证据表明火星曾经有过水汪汪的过去，而且还有更多数据 一直进来. 但这些证据并不一定能让我们全面了解火星的过去。 是红色星球 被水汪汪的海洋所覆盖，或者是大部分的水 困如冰，随着不稳定的季节性融化？

本周，加州理工学院的两名研究人员——Ellen Leask 和 Bethany Ehlmann——通过弄清楚火星上最后液态水的可能行为并确定它何时停止流动，帮助提供了更清晰的火星过去图景。 他们的秘密是追踪火星表面的盐沉积物。

跟着盐

我们在火星表面检测到了许多不同的盐，但这里感兴趣的是氯化物（可能包括食盐的氯化钠）。 这些特别有用，因为它们是最易溶于水的盐。 所以如果周围有水，这些氯化物盐就会溶解在里面。 因此，目前火星表面上存在的这些盐的任何沉积物都被放置在那里，因为该行星该区域的最后水干涸了。

幸运的是，从轨道上检测氯化物并不是很有挑战性。 它们具有独特的光谱特征，只有其他几种化学物质（包括钻石）共享，这些化学物质不太可能在火星表面大量发现。 因此，借助火星勘测轨道飞行器的数据，研究人员绘制了整个火星表面氯化物沉积物的地图。

分析这些沉积物为研究人员提供了一些关于将它们放置在那里的水的数据点。

首先，您可能会认为地球上最后的液态水会随着盆地逐渐干涸而聚集在盆地底部。 但这不是这里看到的模式。 相反，许多位于相对狭窄的通道中，沉积物的海拔通常高于附近的盆地。 对 Leask 和 Ehlmann 来说，这表明水已经流入渠道，但在到达它们填充的盆地之前就干涸了。 来自这些盆地的出口通道不存在盐沉积这一事实支持了这一想法。

研究人员确定的另一个因素是这些沉积物相对较薄。 虽然很难从轨道上获得准确的深度，但在少数情况下，该团队可以估计撞击坑在哪里破坏了氯化物沉积物。 这些发现一致表明，盐沉积物很浅——不到三米深。 虽然这仍然代表着大量的水流入和干涸的循环，但火星显然不需要在地球上形成厚厚的盐沉积物的长期占用水。

当 20 亿是“最近”时

最后，研究人员研究了盐沉积物的年龄。 通常，这是通过检查矿床中的陨石坑数量并假设这些陨石坑在过去数十亿年中以固定速度形成的。 但大多数盐沉积物发生在狭窄的通道中，因此没有多少大表面可以建立有用的陨石坑数量。

相反，研究人员主要关注底层岩石沉积物的日期，这为沉积在它们顶部的盐提供了最大年龄。 在一个案例中，该团队在一块 33 亿年前的岩石上发现了一个盐矿，该岩石被 20 亿年前的一次事件改变了。 在另一种情况下，盐沉积物位于 23 亿年前的火山沉积物之上。

这比许多先前关于火星何时变得太冷并且失去太多大气以允许液态水存在的估计要新得多。

也就是说，Leask 和 Ehlmann 认为这些沉积物并不代表水的永久存在。 相反，他们认为，由于当地冰层的季节性融化，水出现在这些通道中，甚至可能没有大量进入附近的盆地。 他们还指出，大部分盐沉积物所在的区域与气候模型预测的当火星有水循环时我们会看到最多降水的区域重叠，因此有充分的理由认为该区域应该有大量的冰沉积物。

没有任何一项分析能够完整呈现火星过去的水样历史。 但是个别的发现可以让我们瞥见不同的时代，提供拼图，我们最终可以拼凑起来形成更大的图景。

AGU 进展, 2022. DOI: 10.1029/2021AV000534 (关于 DOI）。