这是一张由美国宇航局火星勘测轨道飞行器拍摄的标记图片，图中是火星上保存完好的河道，图中的颜色代表海拔高度(蓝色代表低，黄色代表高)，海拔差异约为115英尺(35米)。图片来源：NASA/JPL/Univ. Arizona/UChicago

一项新的研究表明，即使在火星的大部分大气逃逸出太空之后，火星上的大型河流仍然存在了很长时间。

火星大气变薄的过程由可以剥离大气的太阳粒子推动，这个过程在37亿年前就已经基本完成，这使得火星大气层比地球大气层要稀薄得多。但新研究发现，火星河流可能在直到10亿年前才完全干涸，而且这些河流的水道很大，平均比地球上的水道要宽。

芝加哥大学地球物理科学助理教授埃德温·凯特是这项研究的主要作者，他说：“我们可以开始看到，火星在其历史早期并不只有一个湿润时期，事实要复杂得多，火星在历史上有多个湿润时期。”

凯特和他的同事对火星的古代水道进行了一项全球调查，他们利用从轨道上捕捉到的图像和其他数据描述了200多个这样的水道系统，并通过计算周围地形上的陨石坑估算出这些河流的年龄。

研究小组的工作结果表明，在火星45亿年的历史中，火星上的河流在由降水补给的径流驱动下断断续续地出现，但水流的强度很大，这些河流令人印象深刻的宽度就可以证明这种强度——在许多情况下，这些水道的宽度超过地球可比流域水道的两倍。

研究人员目前还不清楚火星的河流水量有多少，因为它们的深度很难估计。凯特说，确定深度通常需要对河床岩石和卵石进行近距离分析，而这类工作只在火星上的几个地点进行过，比如盖尔陨石坑(Gale Crater)，美国宇航局的好奇号(Curiosity)探测车自2012年以来一直在探索盖尔陨石坑。

古代火星上的河流并不只在某几个的地方流动;凯特和他的同事们发现，这些河流在全火星都有分布。

研究人员并不是第一个提出火星有多个湿润期的人。但是他们的研究成果(3月27日发表在《科学进展》杂志的网络版上)为这个论点提供了新的细节，可以帮助我们更好地了解火星的气候历史及其孕育生命的潜力。

例如，这些河流的大小表明它们是持续流动的，而不仅仅是在火星白天最热的时候持续上几分钟。(当然了，“持续”是一个相对的词;与径流相关的水流量在较长时间内都是间歇性的。)

很明显，直到火星永久干涸之前，这些河流的水流量一直都非常大。

凯特在一份声明中说：“随着时间的推移，你可能会觉得这些河流的流量会逐渐减弱，但我们看到的情况并非如此，一年中最湿润的一天仍然非常湿润。”

这项新研究还表明科学家们对火星的气候演化还有很多需要了解的地方。例如，火星稀薄的大气层如何支持强降水?在这么长的一段时间内，是什么过程驱动了火星上的明显干湿循环?

凯特在声明中说：“我们的研究成果回答了一些现存的问题，但同时也提出了一个新的问题：是我们的气候模型、大气演化模型出错了?还是我们对太阳系内部年代学的基本理解出错?”

凯特说，改进后的建模技术可能有助于回答这个问题，同时，随着“好奇号”现在在继续攀登从盖尔陨石坑中心升起的3.4英里(5.5公里)高的夏普山(Mount Sharp)，好奇号收集到的数据也可能有助于回答这个问题。好奇号任务科学家们说，夏普山的许多岩层中含有火星气候变化的线索。

凯特补充说，美国宇航局是2020火星探测器也有可能会在这方面做出贡献，这个目的在于寻找生命的机器人将于明年7月发射，它将研究位于火星Jezero陨石坑内的一个古老的河流三角洲。

凯特说，如果我们对火星气候历史有一个更清晰的了解，我们可能会将其应用到火星研究之外的更广的领域中。

凯特在接受采访时表示：“我希望像我们这样的研究能让我们更好地了解行星的宜居性，然后我们就能将这种认识从火星推广到太阳系以外的行星。”