好奇號火星車的車輪碾壓下，牛津學者發現火星曾經溫暖的重要線索

今天乾涸的紅色星球在人類眼裡埋藏著一大堆的秘密，在它的青年時期，火星顯然是一個非常不同的地方，曾經液態水充滿了海洋和湖泊，但除了想知道是否有什麼生命曾經把火星作為家園之外，弄清楚紅色星球如何變得足夠溫暖以至解凍所有的冰讓生命生存也是一件大事。

有證據表明可能沒有足夠的二氧化碳來溫暖早期火星的溫室，讓水溫達到冰點之上。那麼有沒有其他氣體導致升溫呢？一種簡單的可能就是氫氣。雖然像這樣的雙原子分子通常不是溫室氣體，但氫氣同其他分子反應的瞬間會吸收一些紅外輻射。而且它也可以與二氧化碳反應釋放出甲烷，我們知道甲烷也是一種有效的溫室氣體。

但火星上有氫氣來源嗎？牛津大學的尼古拉斯·托斯卡領導的一個小組對好奇號火星探測車的車輪下方產生了非常濃厚的興趣，他們決定跟蹤研究車輪下方的物質， 這是一種典型的湖底沉積物中的磁鐵礦石。磁鐵礦石會在泥漿中形成，並且該過程可以產生氫氣。

研究人員對於可能是古老湖底的化學物質進行了試驗。周圍是數噸的玄武岩岩石，它們遇到水的化學反應將反映出岩石中的鐵，鎂和二氧化硅。鑒於更高的pH值和缺氧，研究人員測量了一種氫氧化鐵礦物的沉澱，這些礦物質會在幾天內變成磁鐵礦石。當化學反應發生時，會在周圍的水中產生一些氫氣。

然而多次重複試實驗，大量的二氧化碳帶來一個潛在的問題，它使水更呈酸性。這導致鐵優先和溶解的二氧化碳反應，形成一個很好的碳酸鹽礦物。所以火星上氫氣產生過程，可能需要有另外東西的來改變酸鹼值來實現。在這裡，研究人員轉向計算機模擬。他們的想法是，湖中的水可能會遇到來自玄武岩的地下水。地下水中的玄武岩失去了所有二氧化碳，並通過與岩石反應達到高pH值。而湖水中包含二氧化碳，滲透到湖底的地下水將會和湖底的泥漿有趣地混合在一起，於是產生了不同的化學反應。

模擬表明，這種混合物可以觸發磁鐵礦石的形成，以及氫氣的產生。基於這種合理的地下水流動解釋，該模型產生的磁鐵礦與好奇號車輪下千年歷史的岩石中的磁鐵礦一樣多。更重要的是，如果所有火星的赤道湖都能做到這一點，就會釋放出足夠的氫氣來將氣候推到冰點以上。

基於以上研究，研究人員復原了火星上的場景：赤道附近的低海拔地區將是最溫暖的地方，偶爾會有液態水。如果有一場小型的變暖事件發生，就會使周圍高地的冰融化，那麼地下水就會流向湖泊。一旦發生這種情況，湖底泥漿中的磁鐵礦反應可能釋放出氫氣，導致溫暖程度更大，並在更廣闊的的火星地區保持高於冰點的溫度。如果氫氣在大氣中的損失（以及甲烷與大氣的反應）超過了湖泊中氫氣的產生，那麼溫暖的時期就會結束。

研究人員表示，這種情況與好奇號火星探測器發現的所有證據相符，所以它至少是這個謎團的部分合理解釋。他們還注意到周圍環境的氫氣可以提供一些與地球上早期生命生存所需相同的成分，對於那些對火星上曾經存在生命抱有希望的人來說，這是一個誘人的想法。幸運的是，我們正試圖在紅色星球上佔有一席之地，而科學家正試圖在火星車輪的軌跡中尋找更多有價值的線索。

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