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研究人员最新研究称，早期火星可能受强大温室气体效应间歇性变暖，这将解释数十亿年前火星表面存在水的现象。

火星远古时期存在水是一个自相矛盾的论点，大量地质证据显示河流在火星表面定期流动，然而这一时期被认为是30-40亿年前，当时的火星十分寒冷，难以维持液态水存在。目前，美国研究人员认为，早期火星在强大温室效应下可能间歇性变暖。

这项最新研究发表在《地球物理学研究快报》上，研究人员发现早期火星大气层中的甲烷、二氧化碳和氢气发生交互反应，可以形成温暖气候，使火星表面维持液态水存在。环境科学和工程副教授罗宾-伍兹沃斯(Robin Wordsworth)说：“就行星环境而言，早期火星非常独特，除地球之外，我们有信心认为早期火星至少阶段性气候变暖，可维持大量生命繁衍。如果我们理解火星早期环境状况，这将有助于在太阳系之外其它行星探寻生命迹象。”

40亿年前，太阳亮度是现今的30%，明显接收较少的太阳辐射，意味着抵达火星表面的热量较少，缺少抵达火星表面的放射物质，这些放射物质可能诱捕在火星大气层，将导致火星处于温暖潮湿状态。数十年以来，研究人员设计了各种模型，试图揭晓火星如何隔热。

人们很容易联想到“罪魁祸首”是二氧化碳，二氧化碳占据现今火星大气层95%，是地球上众所周知的温室气体，但是火星早期温度条件很难存在二氧化碳。伍兹沃斯说：“你可以进行气候模型计算，添加二氧化碳并增强当前火星大气压力数百倍，但你仍然无法获得接近熔点的温度，这暗示着火星大气层中存在其它因素，导致火星产生温室效应。”

随着时间的流逝，火星大气层逐渐损耗较轻的气体至太空，例如：氢气。伍兹沃斯和同事关注长期损耗的气体，这些气体也叫做还原气体，可能有助于解释火星早期气候，尤其是研究小组着眼分析甲烷，现今甲烷在火星大气层中存在数量并不多，然而数十亿年前，地质过程可能释放更多的甲烷进入火星大气层。这些甲烷气体将减缓大气层气体转换形成氢气和其它气体的进程，这一类似现象也出现在土卫六。

为了深入理解早期火星大气层的特征，研究人员需要明白大气层分子的基本性质，伍兹沃斯说：“当你分析火星大气层时，你无法将它与地球大气层进行对比，我们首先研究当甲烷、氢气和二氧化碳发生碰撞的反应，以及如何与光子发生交互，我们发现这种结合作用能够很好地吸收放射物质。”

1977年研究员卡尔-萨根(Carl Sagan)首次猜测氢气加热效应对于早期火星非常重要，但这是科学家首次能够精确计算出火星温室效应，也是首次表明甲烷是早期火星的一种有效温室气体。

伍兹沃斯指出，这项研究表明甲烷和氢气的加热效应已被低估，我们发现甲烷和氢气，以及二氧化碳之间的交互作用，这种火星大气层加热效应超出了之前预期。目前，研究人员希望未来火星研究将揭晓数十亿年前远古火星地质进程，是如何制造产生甲烷气体。