【原】火星的水资源没有流失！科学家苦寻多年，原来藏在火星地下

此刻的NASA毅力号火星车，正在火星表面寻找水的痕迹。不过，地球上的科学家们却已经取得了重大突破：如果想找火星上的水，不如去火星的地下找一找吧。

今天的地球，是太阳系唯一拥有生命的星球，也是最宜居的天体。但是，情况并不一直是这样。在数十亿年前，至少有一颗星球比地球更宜居，那就是火星。

（图片说明：右侧为远古火星表面环境假想图）

别看今天的火星十分荒凉，了无生机。在太阳系的早期，它不仅拥有浓厚的大气层，而且表面流淌着大量的液态水，形成了江河湖海，蔚为壮观，比今天的地球更加漂亮。如今，沧海桑田，地球成为了生命的家园，火星却成了炼狱。如果不是有先进的科技，恐怕谁都不会知道这颗红色的行星上曾经有那么舒适的环境。

此刻，NASA的毅力号火星车就在火星表面游荡，它所在的位置就是耶泽洛陨石坑。科学家发现，这片跨幅45公里的盆地，极有可能是火星远古湖泊冲击而成的三角洲。直到今天，我们依然可以看到入水口和出水口的典型地貌，这就是有力的证据。直到35亿年前的时候，这里还是一处宁静而又美丽的湖泊。

这还只是冰山一角，根据科学家的估算，当时火星表面的水资源，甚至足以覆盖整个火星表面，并且达到100-1500米的深度。

然而，今天的火星表面，比地球上的撒哈拉沙漠还要干燥，是一个彻彻底底的死寂世界。

科学家们认为，火星之所以从天堂变成了地狱，主要原因在于它没有磁场。在地球上，生物之所以能够不被太阳的辐射伤害，就在于地磁场的保护。而火星没有磁场，别说生物，它甚至连自己的大气层都保护不了。随着太阳释放出来的高能等离子体不断撞击在火星上，火星大气中的气体逐渐被它们撞到宇宙空间，于是火星就只剩下今天这个稀薄的大气层。

在这个过程中，空气中的水蒸气就这样逃逸到了宇宙空间，然后地表水更容易蒸发或者升华，再进入到太空中，这就导致今天只有极少的水以冰的形式残留在火星的极盖中。

但是，最近的一项研究告诉我们：远古火星上的水并不一定真的逃逸到宇宙中去了，它们很有可能仍然藏在火星上，但不是火星表面，而是深藏于火星的地下。

Eva L. Scheller是加州理工学院地质学专业的研究生，在一项由NASA资助的研究项目中，她和她的团队取得了这个惊人的发现，并在《科学》杂志上介绍了这项成就。

Scheller介绍说：“我们的研究表明：地壳中有我们所说的水合矿物质形成，因此，这些矿物质的晶体结构中其实是含有水分的。”

这不是最惊人的，更加令人震惊的是，他们的模型告诉我们：虽然的确有一部分水逃逸到了太空中，但以这种方式损失的水量远没有想象的那么多。反而是火星地壳中所含的水分超出了人们的想象，至少当初火星表面30%的水都保留在这里，最多甚至可能保存了当初99%的水分！

换句话说，导致火星表面环境看起来极其干旱的罪魁祸首，可能并不是太阳风，而是火星自己。

当然，科学研究不能靠空口白牙，他们得出这个结论的基础，来自于水分子中的组成元素之一——氢。

（图片说明：水分子）

通常我们提到的氢原子，都是由一个质子和一个电子组成的。但是，氢元素包含着三种不同的同位素，刚才提到的叫做氕，除此之外还有氘和氚两种。其中，氘的原子核包含一个质子和一个中子，氚则还要多一个中子。这两种同位素含量都非常少，以氘为例，只占了氢元素总量的0.02%左右。

由于多含一个中子，因此氘的重量要比普通的氢原子更重一些，因此又被称为重氢。就像胖子比瘦子更不怕风吹走一样，在火星大气中的水分子中，包含了氘的重水也相对更不容易被吹走。

研究人员通过火星上氘和氕的含量比例，可以推测出火星上水的逃逸速度。当他们将这个数据和火星探测器观测到的氢逃逸速度相比，发现二者并不一致！这意味着，火星上氘和氕的比例，决不能仅仅用大气大逃逸来解释。

（图片说明：研究人员对火星诺亚纪、赫斯伯利亚纪和亚马逊纪的水分逃逸模拟）

因此，研究人员提出：除了随着大气层一起流失的部分之外，还有一部分水被火星的地壳所捕获。虽然你可能觉得奇怪，因为水和石头产生化学反应是不太可能的事，但是在漫长的岁月里和行星的气候变迁下，二者的确会相互结合，岩石的成分会获得结晶水。

这种现象叫做化学风化，在地球上经常发生，火星亦然。

但不同之处在于，地球是有板块构造的，因此进入到地壳中的水可以通过火山的喷发而重新回到地表。火星就不一样了，它的内部没有地球这样的板块构造，是一片死寂的世界，因此这里的水再也没有回到火星表面的渠道了。

（图片说明：火星水分流失的两种渠道）

研究团队利用模拟发现，在距今40亿到37亿年前，火星表面的大部分水就流失了。到了距今30亿年前的时候，火星“差不多就和我们今天所看到的一样了”。

当然，这次研究也不能说就盖棺定论了，它给NASA的毅力号火星车提供了一个研究的方向，可以帮助该项目的科学家们进行定向的研究。她自己也表示，能为毅力号火星车指出可能的研究方向，对她来说十分振奋。她说：“事实上，毅力号火星车将要探索的，恰恰就是将水封存在地壳里的过程和反应。”

（图片说明：毅力号火星车）

因此，论文的发布绝不是一个结束，而是另一个开始。研究团队已经开始模拟可能出现的各种结果，并准备与毅力号未来的数据进行对比，找出模拟中的问题，确认其中正确的部分。在这个过程中，我们距离事实的真相也将越来越近。

火星为何从生命的天堂变成了不毛之地，它到底经历了什么，一直是科学家们非常好奇的问题。随着科学家们的不断探索，我们终将会还原历史，见证火星在几十亿年时间里所经历的 岁月变迁。