火星三角洲和峡谷揭秘：曾经的海洋覆盖半个星球！

今天的火星是一个冰冷、满是尘土的沙漠。不过，如果你仔细观察火星上最大的峡谷系统——瓦列斯·马里纳里斯，就会发现一些熟悉的地貌。它们看起来像地球上的河流三角洲，那些在急流冲击静水时形成的扇形沉积物。

在我们地球上，这些结构标志着海岸线。科学家们现在认为，它们在火星上也发挥着同样的作用。

在一项发表在npj太空探索的新研究中，研究人员报告说，在火星赤道附近的一个巨大副峡谷——科普拉特斯峡谷的东南边缘，发现了三个类似三角洲的特征。研究小组认为，这些沉积物记录了大约三十亿年前一个古代海洋的最高水位。

古老的海岸线

这些地层在技术上被称为“崖前沉积物”（SFDs）。它们位于火星东南部科普拉特斯峡谷的一个岩石隆起脚下。从那高地，河道网络向下延伸并扩散，留下宽阔的楔形沉积物堆积。

在地球上，我们可以在河流注入湖泊或海洋的地方看到这种上游河道与下游扇形沉积物的组合。由伯尔尼大学领导的研究团队分析了几何形状，得出这里也存在相同的过程。

为了证明这一点，研究人员结合了几颗轨道飞行器拍摄的图像。他们使用了安装在火星侦察轨道器上的NASA CTX和HiRISE相机，以及欧洲航天局ExoMars追踪气体轨道器上的彩色成像系统CaSSIS。他们还依赖多个数字地形模型提供的精确高程数据。

“火星独特的高分辨率卫星图像让我们能够通过调查和制图详细研究火星地貌，”研究的主要作者、伯尔尼大学博士生伊格纳修斯·阿尔加德斯提亚说。

但关键不仅在于形状——还在于高度。这三个三角洲几乎位于火星基准面上相同的高度（在-3,750到-3,650米之间）。这种一致性非常重要。在广泛的区域发现地质特征处于相同高度时，通常意味着曾经的水位。

早期研究曾暗示在瓦列斯·马里内里斯存在古代水，但它们缺乏这种细节。“早期的说法基于不太精确的数据，部分基于间接论据，”研究的共同作者弗里茨·施伦格尔说。“而我们的海平面重建是基于对这种海岸线的明确证据。”

北方海洋

如果这些特征是孤立的，我们可能会将其视为局部异常。但科普拉特斯峡谷的三角洲并不是孤单的。研究人员在卡普里峡谷、克里斯混沌和海德拉奥特斯混沌发现了类似的扇形沉积物。这些区域连接着赤道峡谷系统和火星广阔的北部低地。

综合来看，这些特征沿着一条宽广的高程带排列，延伸数百公里。这项研究将这种排列解读为古海岸线，勾勒出曾经覆盖火星北半球大部分地区的海洋的边缘。

阿尔加德斯提亚表示：“通过我们的研究，我们能够提供迄今为止我们发现的火星上最深、最大的古海洋的证据——一个横跨该行星北半球的海洋。”

行星科学家们对火星海洋的存在争论了几十年。一些证据来自于仅在水中形成的矿物；其他线索则隐藏在数亿年前流动的液体雕刻而成的山谷网络中。这项新研究揭示了特定的地貌，其形状和高度几乎与地球上的海岸三角洲完美匹配。

这反映了火星科学中的一个更广泛趋势：随着我们的图像越来越清晰，我们可以像地质学家阅读地球一样阅读红色星球。我们正在逐层发现水、风和时间塑造的各种模式。

就像地球一样

在地球上，三角洲是最具活力和肥沃的环境之一，集中沉积物，保留周围环境的化学痕迹。这让火星上的三角洲特别有意思。

研究中确定的时期——晚赫斯佩里安时期到早亚马逊时期——可能是表面水广泛存在的最后一个时代。“我们认为这是火星上表面水最丰富的时期，”作者在论文中写道。

今天，科普拉特斯峡谷的三角洲部分埋在沙丘下。不过，它们的轮廓仍能从轨道上看到，随着气候变化和水的消失，它们被冻结在原地。

这一发现并不能证明火星上曾经存在生命。但它加强了这一观点：火星曾经提供了稳定的水体——化学反应可以缓慢进行的地方，以及可能仍然保存着过去适居性迹象的地方。

“我们都知道火星是个干燥的红色星球，”阿尔加德斯提亚说。“然而，我们的研究结果显示，过去的火星是个蓝色星球，和地球很像。”