得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一項(xiàng)新研究通過揭示35億到40億年前湖床和河谷中充斥著多少雨水和融雪，幫助科學(xué)家們整合了火星的古老氣候。

該研究發(fā)表在《地質(zhì)》雜志上，代表研究人員首次量化了整個(gè)星球上必須存在的降水量，這一結(jié)果是在2020年火星恒心漫游車駛向紅色星球降落在其中一個(gè)星球上的時(shí)候出現(xiàn)的湖床對這項(xiàng)新研究至關(guān)重要。

火星的古老氣候?qū)茖W(xué)家來說是一個(gè)謎。對于地質(zhì)學(xué)家來說，河床和古湖(千奇百怪的湖盆)的存在描繪了一幅行星，上面有大量降雨或融雪。但是，專門研究地球計(jì)算機(jī)氣候模型的科學(xué)家無法重現(xiàn)古老的氣候，因?yàn)榇嬖诘囊簯B(tài)水存在的時(shí)間足夠長，無法解釋所觀察到的地質(zhì)情況。

UT杰克遜地球科學(xué)學(xué)院博士后研究員蓋亞·斯塔基·德奎伊(Gaia Stucky de Quay)說：“這是非常重要的，因?yàn)?.5到40億年前火星被水覆蓋了。 。“現(xiàn)在已經(jīng)完全干了。我們正試圖了解那里有多少水，水都流到了哪里。”

盡管科學(xué)家在火星上發(fā)現(xiàn)了大量的冷凍水，但是目前不存在大量的液態(tài)水。

在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，一次降雨必須在13至520英尺(4至159米)之間，以填滿湖泊，在某些情況下，提供足夠的水以溢出并沖破湖盆。Stucky de Quay說，盡管范圍很大，但可以用來幫助了解哪些氣候模型是準(zhǔn)確的。

她說：“這是巨大的認(rèn)知失調(diào)。” “氣候模型在當(dāng)時(shí)無法解決液態(tài)水的數(shù)量問題。就像液態(tài)水是不可能的，但是它確實(shí)發(fā)生了。這就是我們的工作試圖填補(bǔ)的知識空白。”

科學(xué)家們研究了96個(gè)開闊流域和閉流域湖泊及其流域，它們?nèi)荚?5億到40億年前形成。開闊的湖泊是指因溢水而破裂的湖泊。另一方面，封閉的完好無損。他們使用衛(wèi)星圖像和地形來測量湖泊和流域面積以及湖泊的體積，并考慮潛在的蒸發(fā)量，以計(jì)算出需要多少水來填充湖泊。

通過查看古老的封閉和開放湖泊以及喂養(yǎng)它們的河谷，研究小組能夠確定最小和最大降水量。封閉的湖泊讓您一目了然，而不會(huì)破壞湖盆側(cè)面的情況下，一次流失的最大水量。開闊的湖泊顯示出超出湖盆上方所需的最少水量，導(dǎo)致水破裂一側(cè)并涌出。

在13個(gè)案例中，研究人員發(fā)現(xiàn)了耦合流域-包含一個(gè)封閉流域和一個(gè)開放流域，這些流域由相同的河谷提供水-這提供了一次降水最大和最小降水的關(guān)鍵證據(jù)。

另一個(gè)巨大的未知數(shù)是降雨或融雪事件必須持續(xù)多長時(shí)間：幾天，幾年或數(shù)千年。這是研究的下一步，Stucky de Quay說。

這項(xiàng)研究發(fā)表后，美國國家航空航天局(NASA)最近發(fā)射了“火星2020”恒心漫游車，以訪問杰澤羅火山口，該火山口包含該研究中使用的開放湖床之一。聯(lián)合作者蒂姆·古吉(Tim Goudge)是UT杰克遜學(xué)校地質(zhì)科學(xué)系的助理教授，是著陸點(diǎn)的首席科學(xué)倡導(dǎo)者。他說，隕石坑收集的數(shù)據(jù)對于確定火星上有多少水以及是否有前世的跡象可能具有重要意義。

古吉說：“蓋亞(Gaia)的研究采用了先前確定的封閉和開放的湖盆，但采用了一種聰明的新方法來限制這些湖所經(jīng)歷的降水量。” “這些結(jié)果不僅幫助我們加深了對古代火星氣候的了解，而且它們還將成為將2020年火星恒心漫游者的結(jié)果納入更全球化背景的重要資源。”