【CSN新闻网】最新碳循环模型揭示，火星气候曾波动不定却曾适合生命存在，直到液态水逐渐消失
根据来自火星探测器“好奇号”的最新数据，新模型显示，这颗太阳系第四颗行星——火星，过去曾拥有一个波动的沙漠环境，间或出现液态水的绿洲。由芝加哥大学埃德温·凯特（Edwin Kite）教授领导的研究团队，在“盖尔撞击坑”发现隐藏的碳酸盐证据，揭示了这颗曾温暖湿润的星球为何大气逐渐稀薄，液态水最终消失的秘密。
研究团队构建的气候模型，描绘了火星气候演变的五个关键环节：
- 随着太阳光度增强，火星表面冰层融化，液态水增加；
- 这些水与大气中的二氧化碳反应，形成碳酸盐，碳被封存在岩石中，减少了温室效应，导致火星逐渐变冷变干；
- 由于火星的火山活动远不如地球活跃，封存的二氧化碳无法重新释放入大气，导致火星进入一个沙漠与绿洲间歇存在的动态平衡，这一过程同时受到轨道变化的影响；
- 数十亿年来，大气泄漏使大气压下降，导致水分蒸发加剧，当气压降至水的三相点以下，液态水变得不稳定；
- 最终，液态水无法在表面长久存在，火星变成了今天所见的寒冷干燥星球。
科学界此前已掌握火星存在干湿交替的证据，但长期液态水消失的原因一直成谜。此次研究发现，火星岩石中的碳酸盐“藏着”关键线索。
类似地球，火星大气中的二氧化碳可被封存于碳酸盐岩石中。凯特团队基于盖尔撞击坑碳酸盐数据，构建了一个覆盖35亿年气候变化的模拟模型。
论文指出：“火星沉积岩，尤其是盖尔撞击坑约4公里厚的地层记录了地表和浅层地下水的历史。这些水体是间断的，空间分布零散，却持续到了火星的晚期。”
研究团队提出，碳酸盐的形成实际上促进了火星气候的变化：太阳辐射增强带来更多水，促使碳酸盐生成，进而抽取大气中二氧化碳，削弱温室效应，使星球变得更冷更干。
“混沌的轨道变化调节了干湿循环，负反馈机制让液态水仅存在于绿洲点，火星因此自我调节成了沙漠星球。我们模型以融雪作为水源，但地下水同样适用。模型结果显示，盖尔撞击坑忠实地记录了液态水存在的主要时期，”研究者写道。
随着火星大气逐渐流失，气压逼近水的三相点，液态水减少，环境变得愈发不适合生命存在。
不过，研究人员也表示，这一模型建立在盖尔撞击坑碳酸盐含量代表全星球情况的假设上，还需要更多地表探测验证。
论文最后强调：“我们提出的是一个可验证的假说，而非确凿证据。”
