2025年5月,一项发表于《国家科学评论》的研究揭示了这一震撼发现:火星地下5.4至8公里处,存在一个全球性的液态水层,其水量足以覆盖整个火星表面,形成520-780米深的全球性海洋,与地球南极冰架的总储水量相当。
由美国和中国科学家组成的联合团队,通过分析NASA“洞察号”着陆器收集的火星地震波数据,捕捉到地壳深处隐藏海洋的确凿证据。
当地震波穿越5.4至8公里深的岩层时,出现了明显的传播速度下降——这正是液态水存在于多孔岩石中的典型信号。因为地震波在液体中的传播速度远低于固体物质。
这一地下海洋的规模解开了长期困扰科学家的“火星水失踪之谜”。数十亿年前,火星表面曾拥有庞大水体网络,形成了至今可见的溪谷、冲积平原与沉积岩。
然而当火星磁场消失后,太阳风剥离了大气层,导致地表液态水大量逃逸至太空或冻结成冰。
但计算表明,逃逸的水量远少于火星历史总水量,约30%的“失踪水体”一直无法解释。
如今,深海洋的发现完美填补了这一空缺——巨量水体通过岩石孔隙渗入地下,被封存于地层深处。
约38亿年前的火星诺亚纪,这颗红色行星曾拥有与地球相似的温暖湿润环境。中国“祝融号”火星车在乌托邦平原的探测揭示了关键证据:地下10-35米深处埋藏着与地球海岸沉积物高度相似的地层结构。
这些层状沉积物非短暂融水所能形成,而是持续稳定的大型水体长期作用的结果,如同远古海洋的海岸线遗迹。
火星环境的剧变始于天体物理学层面的根本性灾难。随着行星内核冷却,全球性磁场逐渐消失,失去保护伞的火星大气在太阳风轰击下不断逸散。
大气稀薄导致温室效应崩溃,地表温度骤降。当液态水无法存留于地表,火星便步入干燥冷冻的深渊。
然而,水并未完全消失。2023年《自然》杂志发表的研究显示,“好奇号”火星车在盖尔陨石坑观察到六边形泥裂构造,其特征只能通过反复的湿润-干燥循环形成。
这种周期性水文环境持续了数千年甚至数百万年,为生命的化学演化提供了绝佳条件。
甲烷的周期性出现始终是火星潜在生命的最强间接证据。NASA早在2021年就宣布,轨道探测器观测到火星冰层下方释放的甲烷气体,在特定区域形成可探测的“薄雾”。
由于火星当前无活跃火山活动,这种甲烷最可能的解释是微生物代谢的产物——类似地球上的“产烷生物”。
更引人遐想的是构成生命基础物质的线索:2017年,“好奇号”在火星盖尔陨石坑的硫酸钙矿脉中发现38亿年前的硼酸盐沉积。
硼酸盐在生命起源中扮演着关键角色,它能稳定脆弱的核糖分子,促使RNA形成——而RNA被视为地球早期生命遗传物质的核心载体。
智利阿塔卡马沙漠(地球最接近火星环境的地域)的温泉中,微生物形成的二氧化硅结构与火星“勇气号”探测器发现的沉积物惊人相似。这些热液环境可能为火星古代生命提供了避难所。
现代火星地表已成为生命的禁区。稀薄大气无法阻挡宇宙射线,地表以下5厘米的氨基酸等有机分子,在2000万年内即被完全破坏。要寻找保存完好的生命证据,需钻探至2米以下的深层岩层。
而新发现的深海洋恰为生命提供了终极庇护所。地质保温与化学能合成:岩层隔绝辐射,地热维持水温,水岩反应可产生氢气等能量物质。
嗜极微生物的潜在栖息地,类似地球深海热液喷口的化能自养微生物生态系统;休眠生物的“时间胶囊”:低温高压环境可能使微生物进入代谢停滞,存活数十亿年。
科学家推测,若火星生命曾随环境恶化转入地下,其最可能的形态将是类似地球深海古菌的化能合成微生物,利用水与岩石反应产生的氢能或硫化物维系生存。
尽管证据链日益完善,验证地下生命的存在仍需突破技术极限。超深钻探任务:现有火星车(如“毅力号”)仅能钻探5厘米深度,而地下海洋位于5公里之下。开发能在火星极端环境中作业的千米级钻机是未来任务的关键目标。
样本返回的局限:即便“毅力号”采集的浅层样本返回地球,也可能因宇宙射线破坏而丢失关键生物信号。需直接从年轻地质单元(如1000万年内形成的陨石坑喷出物)取样。
智能探测技术:2025年,AI算法已协助天文学家分析50万条火星地表痕迹,排除了暗色条纹由液态水形成的假说。未来AI将用于筛选潜在生命信号密集区。
火星探索的终极目标已从单纯的“寻找水”转向“解码生命起源”。若火星地下生态圈被证实存在,将证明生命在宇宙中具有惊人的适应力——即使行星表面死亡,其地下仍可孕育生命之火。
对人类而言,深海洋的发现更具现实意义:封存于地下的巨量水冰,可支撑未来火星基地的水资源需求。
正如中国科学院团队所言:“随着气候变迁,古代海洋水分可能以地下冰形式封存,为人类驻留提供资源保障。”
当人类最终踏上火星,在钻透最后一块岩芯的瞬间,地底涌出的水流或将映出两个星球的命运交汇——地球的往昔可能在火星的地下延续,而人类这一物种,终将挣脱诞生地的束缚,成为跨越行星的生命存在。
红色星球的地平线上,洞察号着陆器的太阳能板反射着遥远太阳的光芒。在它脚下数公里处,水正在岩隙中缓缓流动——那是38亿年前海洋的最后低语,也是一个寒冷世界深藏的生命脉搏。
当未来的火星移民凝视地下钻探井中涌出的第一股水流,他们触摸的不仅是资源,更是两个星球共享的宇宙奇迹:只要水仍在流淌,生命便永远有机会在时光中等待重生。