数十亿年前，火星上有大量的水，盖尔陨石坑里有一个湖。渐渐地，气候发生了变化，使这颗红色星球变得干燥，形成了我们今天所知的尘土飞扬的沙漠世界。

现在，由帝国理工学院领导的一个国际研究小组发现，火星的盖尔陨石坑——一个直径154公里的盆地，位于赤道以南——在地球被认为变得干燥和不适宜居住很久之后，有大量的水存在。

这些发现对我们对火星气候变化的理解，以及我们现在寻找宜居迹象的地方都有影响。

利用美国宇航局“好奇号”漫游者的数据和图像，研究人员发现了线索:他们认为，沙漠砂岩中的变形层只能由水形成。

虽然他们同意水是存在的，但他们不确定它是以加压液体、冰还是盐水的形式存在。

研究报告的主要作者、伦敦帝国理工学院地球科学与工程系的史蒂文·巴纳姆博士说:“这些砂岩表明，水可能比我们之前认为的更晚、持续时间更长，但水是通过什么过程留下这些线索的呢?”

“这些水可能是加压液体，被迫进入沉积物并使其变形;冻结，随着反复冻融过程造成变形;或者是盐水，并且会受到温度的剧烈波动的影响。”

“很明显，在这些可能使砂岩变形的方法背后，水是共同的联系。”

研究结果发表在《地质学》杂志上。

沙漠中的绿洲

科学家们承认，火星上的大部分地表水在持续了37 - 30亿年的赫斯伯利亚时期中期就消失了。

这些新发现表明，事实上，在火星表面附近的地下，直到后来的赫斯佩里安时期，水仍然很丰富。

为了更好地了解火星过去的气候和生命的适宜性，研究人员正在使用好奇号火星车在火星的岩石记录中寻找线索。这项工作是美国宇航局火星科学实验室任务的一部分。

自2012年以来，好奇号一直在探索盖尔陨石坑及其中央山脉夏普山的北侧。这个陨石坑有一座5.5公里高的山，它是由层层堆积而成的——首先是湖泊和河流的沉积物，然后是火星所谓的干燥时期的沙漠沉积物和风。

研究人员利用“好奇号”的主要科学相机“Mastcam”收集了夏普山沉积层的照片，以寻找岩石形成的“指纹”。他们研究了沉积在这片现已沙化的沙漠中的岩石，发现其中的结构表明有水。

巴纳姆博士说:“当沉积物被河流中的流水或风移动时，它们会留下独特的结构，就像形成它们的古代过程的指纹一样。”

岩石的指纹

随着探测器的上升，它遇到了越来越年轻的岩石，这些岩石沉积在越来越干燥的环境中。它最终到达了一个覆盖在山腰上的砂岩沉积物，被称为斯廷森地层——一个保存下来的包含大型沙丘的沙漠遗迹。

它收集的图像显示，该地层是在夏普山形成后沉积的，在火星所谓的干燥时期。他们还揭示了部分被称为Feòrachas结构的地层，包含了明显受水影响的特征。

研究报告的合著者、伦敦帝国理工学院地球科学与工程系的博士候选人Amelie Roberts说:“通常，风会以一种非常规则、可预测的方式沉积沉积物。令人惊讶的是，我们发现这些风沉积层扭曲成奇怪的形状，这表明沙子在铺设后不久就变形了。这些结构表明地表以下存在水。”

“陨石坑中的沉积层揭示了随着时间的推移，火星从潮湿的环境转变为干燥的环境，反映了火星从潮湿的宜居环境转变为不适宜居住的沙漠世界。”但这些沙漠砂岩中由水形成的结构表明，水在火星上存在的时间比之前认为的要晚得多。”

研究人员的发现对未来的太空探索任务具有重要意义，特别是在寻找地球以外的生命迹象方面。在火星上，史汀生地层和类似的沙漠砂岩以前被认为是不太有希望的目标，当寻找火星上过去原始生命的证据时。发现这些水形成的结构改变了这种观念。

巴纳姆博士说:“半个多世纪以来，确定火星和其他行星是否曾经能够维持生命一直是行星研究的主要推动力。我们的发现揭示了探索的新途径——揭示了火星支持生命的潜力，并强调了我们应该继续寻找新线索的地方。”

火星上还没有发现生命的迹象，更广泛的共识是，我们未来可能发现的任何生命都表明是最原始的生命——也许就像自我复制的分子一样简单。

Amelie说:“我们的发现延长了盖尔环形山周围地区存在水的时间，因此整个地区宜居的时间可能比之前认为的要长。”