在这个缓慢的过程使火星变得干涸之前，火星可能被浩瀚的海洋所覆盖着。这幅图显示了这颗行星在数十亿年前的样子。(图片：©美国航空航天局/戈达德宇航中心)

火星的大气中有一个每两年就会打开一次的洞，这个洞会将火星上有限的水资源排入太空，并将剩余的水吹到火星两极。

这是一个由俄罗斯和德国科学家组成的团队提出的解释，他们研究了火星上的水的奇怪行为。地球上的科学家可以看到火星的高层大气中有水蒸气，而且这些水蒸气正在向火星的两极迁移，但是直到现在，对于火星的水循环如何运作，或者为什么这个曾经被水浸透的星球现在变成了一个干燥的外壳，科学家们还没有一个很好的解释。

火星高空中存在水汽本身就非常令人费解，因为火星大气层中似乎有一层大气应该完全切断水循环才是。

研究人员在4月16日发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的研究报告中写道：“火星的中层大气太冷，无法支持水蒸气的存在。”

那么水是如何穿过中间这层大气屏障的呢?

根据目前研究中的计算机模拟，这个问题的答案与火星特有的两种大气过程有关。

在地球上，北半球的夏天和南半球的夏天非常相似。但在火星上却不是这样：因为火星的轨道比地球的要偏心得多，所以火星南半球的夏天(每两地球年一次)离太阳的距离要近得多，所以火星南半球的夏天比火星北半球的夏天要暖和得多。

根据研究人员的模拟，当这种情况发生时，在火星海拔37至56英里(60至90公里)的中层大气中会打开一扇窗户，让水蒸气通过并逃逸到上层大气。而在其他时候，由于缺乏阳光，火星的水循环过程几乎会完全停止。

而且火星与地球的不同之处还在于这颗红色星球经常会发生巨大的沙尘暴。这些风暴阻挡了太阳光，使火星表面降温。但科学家们的模拟显示，没有到达火星表面的阳光反而会被困在高层大气中，使高层大气变暖，创造出更适合水汽移动的环境。而在全球沙尘暴的情况下，比如2017年席卷火星的那次，微小的水冰颗粒会在尘埃颗粒周围形成，这些轻重量的冰颗粒比其他形式的水更容易漂浮到上层大气中，所以在这些时期，更多的水会进入火星上层大气。

研究人员表示，与南方的夏季相比，火星上出现的沙尘暴能将更多的水带入高层大气。

研究人员写道，一旦这些水穿过中间大气的屏障，之后就会发生两件事：一些水向南北漂移，流向两极，并且最终沉积在那里。但火星大气层上层的紫外线也能切断水分子中氧和氢之间的键，导致氢逃逸到太空，只留下氧。

研究人员写道，这一过程可能是火星变得如此干燥的原因之一。