據(jù)火星日?qǐng)?bào)報(bào)道，火星遠(yuǎn)古時(shí)期存在水是一個(gè)自相矛盾的論點(diǎn)，大量地質(zhì)證據(jù)顯示河流在火星表面定期流動(dòng)，然而這一時(shí)期被認(rèn)為是30-40億年前，當(dāng)時(shí)的火星十分寒冷，難以維持液態(tài)水存在。目前，美國研究人員認(rèn)為，早期火星在強(qiáng)大溫室效應(yīng)下可能間歇性變暖。

這項(xiàng)最新研究發(fā)表在《地球物理學(xué)研究快報(bào)》上，研究人員發(fā)現(xiàn)早期火星大氣層中的甲烷、二氧化碳和氫氣發(fā)生交互反應(yīng)，可以形成溫暖氣候，使火星表面維持液態(tài)水存在。環(huán)境科學(xué)和工程副教授羅賓-伍茲沃斯(Robin Wordsworth)說：“就行星環(huán)境而言，早期火星非常獨(dú)特，除地球之外，我們有信心認(rèn)為早期火星至少階段性氣候變暖，可維持大量生命繁衍。如果我們理解火星早期環(huán)境狀況，這將有助于在太陽系之外其它行星探尋生命跡象。”

40億年前，太陽亮度是現(xiàn)今的30%，明顯接收較少的太陽輻射，意味著抵達(dá)火星表面的熱量較少，缺少抵達(dá)火星表面的放射物質(zhì)，這些放射物質(zhì)可能誘捕在火星大氣層，將導(dǎo)致火星處于溫暖潮濕狀態(tài)。數(shù)十年以來，研究人員設(shè)計(jì)了各種模型，試圖揭曉火星如何隔熱。

人們很容易聯(lián)想到“罪魁禍?zhǔn)住笔嵌趸迹趸颊紦?jù)現(xiàn)今火星大氣層95%，是地球上眾所周知的溫室氣體，但是火星早期溫度條件很難存在二氧化碳。伍茲沃斯說：“你可以進(jìn)行氣候模型計(jì)算，添加二氧化碳并增強(qiáng)當(dāng)前火星大氣壓力數(shù)百倍，但你仍然無法獲得接近熔點(diǎn)的溫度，這暗示著火星大氣層中存在其它因素，導(dǎo)致火星產(chǎn)生溫室效應(yīng)。”

隨著時(shí)間的流逝，火星大氣層逐漸損耗較輕的氣體至太空，例如：氫氣。伍茲沃斯和同事關(guān)注長期損耗的氣體，這些氣體也叫做還原氣體，可能有助于解釋火星早期氣候，尤其是研究小組著眼分析甲烷，現(xiàn)今甲烷在火星大氣層中存在數(shù)量并不多，然而數(shù)十億年前，地質(zhì)過程可能釋放更多的甲烷進(jìn)入火星大氣層。這些甲烷氣體將減緩大氣層氣體轉(zhuǎn)換形成氫氣和其它氣體的進(jìn)程，這一類似現(xiàn)象也出現(xiàn)在土衛(wèi)六。

為了深入理解早期火星大氣層的特征，研究人員需要明白大氣層分子的基本性質(zhì)，伍茲沃斯說：“當(dāng)你分析火星大氣層時(shí)，你無法將它與地球大氣層進(jìn)行對(duì)比，我們首先研究當(dāng)甲烷、氫氣和二氧化碳發(fā)生碰撞的反應(yīng)，以及如何與光子發(fā)生交互，我們發(fā)現(xiàn)這種結(jié)合作用能夠很好地吸收放射物質(zhì)。”

1977年研究員卡爾-薩根(Carl Sagan)首次猜測氫氣加熱效應(yīng)對(duì)于早期火星非常重要，但這是科學(xué)家首次能夠精確計(jì)算出火星溫室效應(yīng)，也是首次表明甲烷是早期火星的一種有效溫室氣體。

伍茲沃斯指出，這項(xiàng)研究表明甲烷和氫氣的加熱效應(yīng)已被低估，我們發(fā)現(xiàn)甲烷和氫氣，以及二氧化碳之間的交互作用，這種火星大氣層加熱效應(yīng)超出了之前預(yù)期。目前，研究人員希望未來火星研究將揭曉數(shù)十億年前遠(yuǎn)古火星地質(zhì)進(jìn)程，是如何制造產(chǎn)生甲烷氣體。（悠悠/編譯）