奥德赛

　　奥德赛(Mars Odyssey)飞船和火星环球勘测者拍摄的高精度图片，还提供了其他证据，证明火星昔日的气候与地球相似。图片显示，在水手谷的高地和山墙上，分布着小规模的河谷网络。过去识别出的河谷网络似乎是地下河的杰作，但这些新发现的河谷却有些不同，它们的特征看似出自降雨、融雪或地表径流(surface runoff)的手笔。比如，这些网络支流密布，从源头到末端，河谷的长度和宽度不断递增。而且，河道的源头都分布在山脊顶部，表明地形曾经被降水或径流塑造过。实际上，这些地形就是最好的证据，证明火星上曾经下过雨。

　　有人猜测，这些径流特征可能形成于相对较近的时期，也许就在火星形成后10亿年到15亿年之间。为了估计火星地形的形成年代，研究者清点了地貌上撞击坑的数量——这个地区遭受的撞击越多，就说明这里越古老。然而，这种测年法暗藏着许多不确定因素：人们很难把初级陨击坑、次级陨击坑和死火山口区别开来，而且侵蚀作用已经磨灭了某些地区的撞击坑的痕迹。尽管如此，如果能够证明这些地表径流形成的河谷确实比较年轻，那么火星历史中就会有1/3的时间都被类似地球的气候主宰着；如果识别出更加年轻的河谷，那么这段时期持续的时间就可能更加漫长。

　　观察过这颗星球许多地方的大规模侵蚀和沉积之后，科学家找到了另一项证据支持火星上曾经长期存在液态水的证据。研究者根据轨道探测器拍摄取得的新数据进行计算后发现，在火星历史的最初10亿年中，沉积物沉积和侵蚀的速率比现在快100万倍(在“勇气”号、“机遇”号和“火星探路者”探测器的着陆地点，目前的风蚀速率已经经过了测定)。以目前“机遇”号正在考察的本初子午线平原(Merdiani Planum)为例，这片坑坑洼洼的地区方圆约100万平方千米，大部分地形已被严重侵蚀，剥蚀下来的物质被运送到其他地方。没有人知道这些沉积物终归何处——这是火星研究中的一大未解之谜，不过有一点是基本明确的：只靠风的作用，不可能剥离并带走这么多的物质。

　　 在其他地方，比如一些环形山的底部，一些峡谷的底部和侧壁，以及水手谷的裂隙里，交替出现的沉积和侵蚀过程明显制造了大量的堆积物——由数以百计的岩石层堆叠而成，每层岩石的厚度在10～100米之间。在直径为170千米的盖尔环形山(Gale Crater)内部有个绝佳范例：环形山底部中央一层层堆叠着大量遭到侵蚀的沉积岩。环形山底部的这些岩石层、沟渠和部分被掩埋的撞击坑表明，那里经历过一段漫长而复杂的侵蚀与沉积过程。最令人难以置信的是，这些堆积物竟然堆得比盖尔环形山的边缘还要高出将近1千米。看来，盖尔环形山以及周围区域曾经完全被大量沉积物填埋，可能在一段相当漫长的时期内，环形山被剥蚀而出，又再次遭到填埋，侵蚀和沉积过程交替往复。盖尔环形山最后一次被填埋以后，这些沉积物遭到侵蚀，露出了环形山的底部，不过，中央的堆积物被剥蚀得比较缓慢，这就是它现在还高过环形山边缘的原因。

　　什么过程能够运输如此大量的沉积物，以至于几乎填埋了整个盖尔环形山地区呢？科学家认为，流水是这个问题的最佳答案。对地球上侵蚀和沉积速率所作的研究表明，风可以移走一部分火星沉积物，这一过程在今天的火星上仍然发生着，只是速率相当缓慢。但我们无法把这些设想全归功到风的作用，数百万立方千米的物质如何能被迅速搬运——这么大规模的物质搬运在火星的早期历史中还不止发生过一次。地球上的流水每天都在搬运大量的沉积物，在火星上，它们同样能够胜任这项工作。

　　黏土、浆果和波浪

　　新的探测数据显示，火星上的一部分矿物曾被水改造过，生成黏土和水合化合物。那些曾经泛滥又逐渐萎缩、直至干涸的河流早已不见踪影，科学家只能研究它们在地面上留下的蛛丝马迹。

　　    除了仔细观察火星地形以外，科学家还着手在这颗星球的矿物中寻找液态水的证据。长期以来，研究者一直认为，火星从不曾享有长时间的温暖和潮湿气候，原因之一就是，火星的大部分表面还没有被风载尘(wind-borne dust，可以被风吹起的微尘)覆盖，这些地方遍布着一些没有风化的矿物，例如橄榄石(olivine)和辉石(pyroxene)等原始火山矿物。这就等于说水不可能在火星表面上长年流淌不息，因为水会改变矿物的化学成分，使火山岩遭受风化，产生黏土或其他氧化或水合矿物(“水合”是指，水分子或氢氧根离子被结合到矿物的晶体结构中)。

　　不过事实证明，科学家当初观察火星的距离还不够近。通过新的高清晰轨道图像数据和火星探测器对火星表面的近距离研究，科学家已经在许多地区都发现了大量的黏土沉积物和其他水合矿物。比如，欧空局“火星快车”(Mars Express)有一套能够透过可见光波长和红外线波长找到矿物的多广谱成像质谱仪，以及一具可侦测到表面下的冰与液态水的雷达。

　　凤舞九天

　　上个月，美国“凤凰”号探测升空了。这次它的任务包括测量水成矿物、土壤中的水分和有机成分；验证“奥德赛”关于近表面层有冰水的发现。总的来说，水是生命存在的一个非常重要的标志，“凤凰”号最主要的任务就是找水，只要有水甚至只要有碳元素，人们就可以“顺藤摸瓜”，进一步探寻生命的痕迹。2001年发射的“奥德赛”火星轨道器发现火星的极区有很多水冰，并有大量干冰的存在。而其他研究也发现，干旱、荒凉的火星北极和南极浅土层下都隐藏着面积巨大的冰盖。最新的探测结果尤其令人振奋，如火星两极地区均存在着冰冻水，其中南极地区冰沉积物最厚处达到3.7千米左右，处于极地冰冠之下，极地冰冠由呈白色的冰冻二氧化碳和冰冻水构成。冰沉积物由至少90%的冷冻水构成，其覆盖的区域超过美国得克萨斯州总面积。数据还显示，数十亿年前，火星上的水曾流过峡谷并形成了浅海，其中一些水域可能在10万年前还存在。这一切都有待“凤凰”号的进一步证实。