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火星是太阳系由内而外的第四颗行星，是仅次于地球的第二大宜居星球，人类对火星的探索也从未停止。到目前为止，全球进行的39次火星探测任务只有16次成功，其中包括NASA好奇号在内的火星车向地球传回了大量珍贵的火星影像。
累积
通过火星照片与地球照片的对比研究，加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）的研究人员在《自然·地球科学》上发表了一项新的研究，认为火星表面曾经覆盖着巨大的冰盖，冰盖下融化的水流改变了红色星球的地表景观，因此塑造出数千个巨大的山谷，这与地球山谷的形成方式如出一辙。更关键的是，这种现象反映出了火星的冰河时期特征，充沛的水分、微弱的辐射都是生命存在的前提条件。
从火星照片可以看到，火星上有数千个山谷地形，拥有太阳系中最高的山峰——奥林匹斯山（亦称作奥林帕斯山，高于火星基准面21171米），比珠穆朗玛峰高2倍左右。自从火星峡谷地貌首次被发现以来，人们一直认为火星曾经有“温暖而潮湿”的环境，曾经被大范围的河流所覆盖，河流的流动和侵蚀塑造了这些巨型山峰与峡谷。
从卫星上看地球，也可以看到很多山谷，有些是由冰川形成的，有些是由河流形成的，每种类型都有其独特的特点。仔细观察火星照片可以发现，火星上的山谷与地球上的山谷非常相似，成百上千的山谷看起来形态变化万千，这表明火星表面也有许多自然过程起着雕刻的效果。
研究人员从加拿大北极地区德文岛上的海峡形貌获得研究灵感。德文岛是地球上与火星最相似的地方之一，是寒冷、干燥的极地荒漠地带。研究人员意识到德文岛上的山谷与许多火星山谷很相似，便进行了一项比较研究，通过对10000多个火星山谷与加拿大北极群岛冰川下形成的河道进行对比，结果表明火星表面存在“广泛的冰下侵蚀过程”，古冰川下面的融水排水通道正是今天山谷的原型。
上图的上半部分是火星的Maumee山谷，下半部分是德文岛上的河道，二者形状几乎相同，完美重叠，揭示了二者具有相同的形成机制。这些渠道和山谷网络可以在冰原下形成，是排水系统的一部分，当冰盖底部积水时，这些排水系统自然形成。UBC地球、海洋和大气科学系教授Mark Jellinek认为，这是火星古代冰盖下的通道化融水排水导致的广泛冰下侵蚀的第一个证据。
研究表明，只有一小部分的山谷纹理与典型的地表水蚀相匹配，可能是由河流或海洋造成的。通过气候模型预测，研究人员发现红色星球在山谷形成期间的温度比预期温度低得多。火星冰河时代的环境可以为生命提供更好的生存条件，厚厚的冰层为下层水提供更多的保护和稳定性，提高了古生命生存的机会，在没有磁场的情况下，冰川阻挡了太阳辐射，为火星提供了庇护。
编辑/朱张航宇
参考文献：Valley formation on early Mars by subglacial and fluvial erosion, Nature Geoscience, 2020.