科學家認為，火星Jezero隕石坑中的這些岩石帶可能是由古代一條深而湍急的河流形成的。美國宇航局的毅力漫遊者在2023年2月28日至3月9日期間使用Mastcam-Z相機在一個昵稱為“Skrinkle Haven”的地方捕捉到了這一場景。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學院/亞利桑那州立大學/MSSS)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：一項新的研究表明，古代火星上的一些河流流淌了足夠長的時間，在這顆紅色星球上創造了真正的宜居環境。
麻省理工學院(MIT)的地質學家開發了一種新技術，利用衛星圖像來研究外星河流，它們的流量以及它們如何在它們的家園表麵移動流體和沉積物。已知太陽係中隻有另外兩個世界有河流:火星，數十億年前有水流過；土星的衛星泰坦，甲烷河至今仍在流淌。
麻省理工學院的研究小組應用這種技術來計算在遙遠的過去，火星上選定區域的河流有多快多深。他們發現，河流可能在蓋爾隕石坑流動了至少10萬年，在傑澤羅隕石坑流動了至少100萬年，這兩個地區目前分別由美國宇航局的好奇號和毅力號火星車進行調查。研究小組成員說，這可能足以允許生命的發展和支持。
然後，研究小組將同樣的過程應用於土衛六，盡管土星最大的衛星大氣層厚，距離地球更遠，也做出了類似的估計。
“土衛六令人興奮的地方在於它很活躍。團隊成員、麻省理工學院地球、大氣和行星科學係的教授Taylor Perron在一份聲明中說:“通過這項技術，我們有辦法對一個很長一段時間內無法獲得更多數據的地方進行真正的預測。”“在火星上，它給了我們一台時間機器，讓我們可以帶著現在已經死了的河流，感受一下它們活躍流動時的樣子。”

來自美國宇航局卡西尼任務的圖像顯示碳氫化合物河流網絡流入土星最大的衛星泰坦北極地區的湖泊。(圖片來源:美國宇航局/JPL/美國地質調查局/羅伯特·李)
當該團隊對美國宇航局的卡西尼號飛船拍攝的泰坦河流圖像感到困惑時，他們受到啟發，開發了這項新技術。
這些圖像展示了在大多數月球河流的河口奇怪的缺乏扇形三角洲，就像在地球上許多河流的河口發現的那樣。這些三角洲是由河流攜帶的沉積物構成的。它們在土衛六上的缺失可能表明土星衛星上的碳氫化合物河流沒有足夠的強度來攜帶沉積物，或者沉積物在河流中缺失。
為了研究這種情況，研究小組采用了將河流寬度、深度和坡度等物理參數與流速相關聯的方程，同時考慮了作用於河流的重力以及被推過河床的沉積物的大小和密度等變量。
“這意味著不同重力和材料的河流應該遵循類似的關係，”Perron解釋道。"這也開啟了將此應用於其他星球的可能性."

藝術家的印象曾經充滿火星傑澤羅隕石坑的大湖。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學院)
在火星上隨波逐流
當新技術在地球上使用時，地質學家可以測量這些方程所需的河流特性，以準確預測河流的流速或它可以向下遊移動的水量和泥沙量。
當然，在研究外星河流時，這立刻變得更具挑戰性，因為火星和土衛六的數據都很有限。衛星已經從火星收集了數據，包括圖像和海拔估計，多個軌道任務捕捉了該行星的高分辨率圖像，但對土衛六的這種觀察很少。
團隊成員和麻省理工學院博士後Samuel Birch意識到，可以修改用於模擬河流流量的方程，以便隻使用通過遠程圖像和地形獲得的河流寬度和坡度數據來提供結果。
然後，Birch用地球上近500條河流對這種基於修正方程的方法進行了測試，修正後的方法提供了準確的預測。
然後，這些方程被應用於火星和在蓋爾和傑澤羅隕石坑中發現的古代河床，這兩個隕石坑都被認為是數十億年前泛濫的古代湖床。這些預測與“好奇號”和“堅持號”收集的沉積物粒度的實地測量結果進行了比較。這有助於在遠離地球的河流上驗證該技術的準確性。

土星的巨大衛星泰坦從遠處看有點像地球，但與我們的星球非常不同。(圖片鳴謝:NASA/JPL/亞利桑那大學)
然後，科學家們將新方法及其修改後的方程應用於土衛六上兩個可以測量河流坡度的特定地點。這包括一條流入一個甲烷湖的河流，這個甲烷湖的大小相當於安大略湖，也是泰坦上僅有的河流三角洲之一的所在地，它的流量幾乎和地球上的密西西比河一樣大。
然後，研究小組將這條擁有三角洲的泰坦河和一條沒有這種特征的泰坦河的甲烷流量進行了比較。研究人員發現，盡管沒有顯示出扇形沉積物堆積的跡象，但後一條泰坦河的水流幾乎一樣強勁。這表明土衛六上的大多數河流缺少三角洲肯定還有其他原因。
該小組還發現，與地球或火星上運送相同流量水的河流相比，泰坦上運送甲烷的河流應該更寬，坡度更緩。
“土衛六是最像地球的地方，”伯奇總結道。“我們隻是瞥了一眼。我們知道下麵有太多的東西，這種遠程技術正在推動我們更進一步。”
該團隊的研究於周一(7月10日)在線發表在《美國國家科學院院刊》上。