火星曾擁有廣闊海洋？驚人新證據浮現

根據中國「祝融號」火星車的最新發現，火星可能曾經擁有一片廣闊且無冰的海洋。這項發現為火星曾經存在海洋的理論提供了強有力的證據，並進一步探討了火星過去可能適合生命存在的環境。

「祝融號」火星車於2021年登陸火星，並在一個被認為曾經是古代海洋的區域發現了埋藏的海灘沉積物。這項發現進一步支援了火星曾經擁有廣闊海洋的假設。火星車在2021年5月至2022年5月期間運作了一年，行駛了1.9公里，並沿著被認為是古代海岸線的陡坡移動。這條海岸線可追溯到大約40億年前，當時火星擁有更厚的大氣層和更溫暖的氣候。

「祝融號」使用探地雷達（GPR）掃描了地表下80米的區域。這項技術通常用於地球上的地下結構探測，如管道或岩石邊界。雷達影象顯示，厚厚的沉積物層以約15度的角度向著被認為是古代海岸線的方向傾斜，這與地球上的海灘沉積物角度非常相似。在地球上，這種厚度的沉積物需要數百萬年才能形成，這表明火星曾經擁有一個穩定的、長期存在的水體，波浪逐漸在緩坡的海岸線上堆積沉積物。

加州大學柏克萊分校的地球與行星科學教授Michael Manga表示，這些結構既不像沙丘，也不像撞擊坑或熔岩流。它們的走向與古代海岸線平行，並且具有正確的傾斜角度，這支援了火星曾經長期存在海洋的觀點。Manga是發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇關於「祝融號」測量結果的論文的共同作者。

論文的中美作者指出，海灘的存在意味著火星曾經擁有一個廣闊且無冰的海洋，儘管今天的火星太冷，無法讓水以液態形式存在。他們還指出，當時可能有河流將沉積物帶入海洋，並由波浪沿著海灘分佈。賓州州立大學的地球科學助理教授Benjamin Cardenas表示，這些沉積物的存在表明，火星至少有一部分地區在長時間內水文活動活躍，為這條不斷增長的海岸線提供了水、沉積物和潛在的營養物質。

廣州大學土木工程與交通學院的教授劉海表示，這項發現進一步強化了火星過去可能適合生命存在的可能性。1970年代「維京號」太空船拍攝的影象首次引發了火星曾經存在海洋的猜測。然而，當時的海岸線非常不規則，上下起伏高達10公里，這讓行星科學家對這一假設產生了懷疑。後續的火星任務提供了更多證據，表明火星的大部分水可能隨著大氣層的流失而逃逸到太空，但也有許多水可能以冰的形式或與岩石結合形成新礦物而進入地下。

2007年，Manga及其同事提出了一個理論，解釋了火星今天不規則的海岸線可能是由海洋形成的。基於電腦模擬，他們認為火星的巨大火山區域Tharsis在約37億年前形成後改變了火星的旋轉，使得原本平坦的海岸線變得不平整。2017年，Manga修正了這一理論，認為火星的旋轉實際上是在Tharsis隆起形成時開始改變的，大約在40億年前。

「祝融號」的探地雷達有機會尋找古代海洋的地下證據。劉海表示，「祝融號」於2021年5月15日登陸的南部烏託邦平原是火星上最大的撞擊盆地之一，長期以來被假設曾經包含一個古代海洋。研究這一區域為調查火星北部低地是否曾經存在大型水體以及瞭解火星的氣候歷史提供了獨特的機會。

Manga指出，「祝融號」的雷達探測到地表下約10米處的雷達反射，這些反射是傾斜的沙質海灘沿著海洋排列的典型跡象。他表示，這些海灘上的沙子來自河流，然後被海洋中的水流運輸，並不斷被波浪沿著海灘上下移動。火星上有許多看起來像古代河流的特徵，因此當時一定有河流將沉積物帶入海洋。

2023年2月，其他研究人員報告了在蓋爾隕石坑底部沉積巖中發現的波紋證據，這表明曾經存在過沒有冰覆蓋的液態水體。「毅力號」火星車也在距離「祝融號」登陸地點僅2400公里的Jezero隕石坑中發現了河流三角洲的證據。然而，這兩個隕石坑都被認為是湖泊，而不是海洋。

Manga表示，要透過波浪形成波紋，你需要一個無冰的湖泊。而現在我們說的是無冰的海洋，並且我們看到的是海灘，而不是波紋。覆蓋在海灘沉積物上的約10米厚的物質可能是由沙塵暴、小行星撞擊或火山噴發在海洋消失後的數十億年間沉積的。Cardenas表示，這是一個非常獨特的資料集，因為這些海岸線沉積物仍然保持原始狀態，沒有被侵蝕破壞。

這項研究由中國國家自然科學基金會和廣東省基礎與應用基礎研究基金會支援，Manga則獲得了加拿大高等研究院的Earth4D計劃支援。