簡介
火星氣候，來自美國加利福尼亞大學的研究人員表示，火星氣候的改變是由火星繞日公轉時的傾角變化所引發的。簡單地說，當火星沿繞日軌道運行時，其超向太陽部位會發生些許的改變。而這一過程在地球繞日運行的歷史上也曾多次發生過，並誘發了全球性的氣候劇變。 據國外媒體報導，科學家們日前又發現了一個地球與火星所具有的相似之處。在“火星勘測軌道飛行器”傳回的最新照片上，研究人員清楚地看到了火星氣候發生變化時所留下的痕跡。令他們感到吃驚的是，在地球上也存在著類似的現象。
火星阿倫沌地(Aram Chaos) 的畫面，揭秘火星氣候變化氣候變化
來自美國加利福尼亞大學的研究人員表示，火星氣候的改變是由火星繞日公轉時的傾角變化所引發的。簡單地說，當火星沿繞日軌道運行時，其超向太陽部位會發生些許的改變。而這一過程在地球繞日運行的歷史上也曾多次發生過，並誘發了全球性的氣候劇變。
參與該項研究的凱文·劉易斯表示：“當火星鏇轉軸線的傾斜角度發生變化時，原先聚集在其兩極地區的二氧化碳氣體便會湧向赤道附近，除此之外，這一角度的改變還會誘發其他一些更為有趣的變化。”
據科學家們介紹，地球鏇轉軸線的傾斜角度在最近40000萬年中曾從22.1度變化到24.5度，目前為23.5度。這種波動會引起全球性的氣候變化，導致冰川期或溫暖期的交替出現。
科學家們指出，無論在地球上，或是在火星上，鏇轉軸線傾角的變化都會導致它們獲得的陽光量發生改變。
藉助一系列高精度的科學儀器，“火星勘測軌道飛行器”繪製出了火星表面一處山地的立體地形圖。其上呈現出的四座環形山引起了科學家們的特別注意。
研究人員仔細地對這些環形山中裸露出的沉積岩層進行了分析，以期發現在各種氣候條件下各岩層所表現出的不同特點。
此次發現的岩層厚度從2米到10米不等，它們每一層的形成時間都需大約10萬年左右，而且由於氣候的變化，每一層的化學成份也存在著明顯差異。
火星沙丘原野（Dune Field）的景致凱文·劉易斯指出：“之所以會出現這一相對穩定的周期，正是由火星鏇轉軸線傾角的變化規律所決定的。這種傾角的改變直接影響到了火星兩極間接收到的陽光數量，進而導致了氣候的變化。”
科學家們同時還指出，火星氣候除了周期為10萬年的變化外，每隔100萬年還會發生一次更為劇烈的全球性改變。而這種氣候的周期性動態變化過程不但會出現在火星上，在地球和太陽系中的其他行星上也都是普遍存在著的。
揭示火星氣候變化
據英國《每日郵報》報導，數百萬年來，火星氣候經歷了巨大的變化，顯然，由美國宇航局的火星勘測軌道飛行器（MRO）上的高清晰度相機拍到的一千多張壯觀的火星精美畫面，已經揭示了氣候在漫長歷史長河中是如何改變此紅色行星的形狀的。此相機的解析度很高，甚至小到一張辦公桌的地方也能看得清晰明了。
科學家認為許多生動的冰沙丘反映了火星氣候是如何隨時間而變化的。其中一幅圖片顯示火星北極的層狀沉積結構，表明中間的層狀塵埃冰厚達3公里。
此暴露懸崖面的這些層狀沉積結構顯示這些堆積的冰層有不同的內層，這意味著在此冰層形成時，火星上的氣候發生了變化。此獨特的懸崖面位於博勒拉峽谷（Chasma Boreale）的入口處，此峽谷切斷了火星北極的沉積層。
火星勘測軌道飛行器2008年4月28日拍攝的沙丘此沉積層截面還反映了與眾不同的沙層和滿是塵埃的冰層。這種層次交錯的地形特徵出現在此沙層之中，表明其每一層來源於一個沙丘，而此沙丘隨後被冰覆蓋了。不過，此圖片上的顏色不同於正常人類視力所看到的自然色彩，而是一種強化色彩，以更好區分火星表面上的冰霜、塵埃和岩石。
由火星勘測軌道飛行器的高清晰度科學實驗成像照相機（HiRISE）於4月26日至7月21日所拍攝的這1005張火星圖片是由相關的科學家最新公布的。此相機從上拍下了火星表面最清晰的圖片。HiRISE相機的發言人表示，全球科學家都在使用這些圖片來了解火星先前不曾解開的許多現象。科學家還發現之前沒有看到的一些火星新特徵。
這些數據組成了火星任務的一部分材料，此任務就是行星數據系統。火星勘測軌道飛行器被用於識別礦物和個別岩層，這些信息正是選擇未來火星著陸點的重要依據。HiRISE的首席調查員阿爾佛雷德•麥伊溫正在為美國宇航局的火星科學實驗室（MSL）著陸車選擇最佳著陸場所。按計畫，火星科學實驗室（MSL）將在2009年發射到火星去。他表示，來自歐美軌道飛行器的最新證據表明富含鐵、鎂和鋁的粘土在古老的火星岩床中廣為存在。“這是一項驚人的發現。目前對這些粘土材料的沉積和變化過程及其實際環境還不清楚，但這些地方將很快成為我們未來漫遊車和樣品返回任務探測的目標地。”
科學家希望研究火星以揭示更多有關地球如何形成的信息。他們相信我們太陽系的生命是在大約39億年前的後期重轟炸期(Late Heavy bombardment)期間或之前 形成的。當時有一些較大的隕坑形成於月球和周圍的行星上。麥伊溫說：“我們知道火星經歷了重大的轟擊，且當時它富含水冰。火星上所保存的那個時候的岩石記錄遠遠勝過地球所保存的記錄。”
HiRISE圖片顯示火星部分地方變硬了，古老地殼裸露在火星的表面，形成了“巨形角礫岩”，是一種由重大事件形成的較大的混亂的岩石碎片堆，大部分是由古老火星的重大撞擊產生的。火星科學實驗室（MSL）的三處候選地將是它要去探測的火星沉積層。
火星氣候惡劣但可能曾有生命
火星上漫遊的兩輛火星車“勇氣”號和“機遇”號已發現更多證據，表明火星上儘管曾有過濕潤的歷史環境，但也曾有過酷熱、狂暴的時期，氣候乾燥缺水，經常有火山爆發和天體撞擊。科學家在美國地質學聯合會年會上說，這些證據表明火星環境曾有過適合生命存在的歷史時刻，但大部分時間卻不適合生命發展。
迄今，“勇氣”號火星車已登入火星708個地球日，超過一個火星年（火星上一年相當於687個地球日），它在火星上行駛了5．5公里；而在火星另一半球的“機遇”號也將在本月11日迎來登入後的新一個火星年，它行駛了6．4公里。兩輛火星車共向地球傳回了13萬張火星照片。
項目科學家報告說，“勇氣”號正在探索古謝夫環形山區域的“赫斯本德山”，不久前“勇氣”號曾攀登上該山頂峰，目前正在下山坡。在這段約1公里的行程中，“勇氣”號探索了附近的沙漠、礫石和基岩構造。火星車探測項目首席科學家、康奈爾大學教授斯奎爾斯介紹說，“勇氣”號共檢查了6種岩石。從這些岩石構成可推測，歷史上“赫斯本德山”附近區域氣候非常炎熱而狂暴，經常有火山噴發和天體撞擊，而水可能只一度存在於熱泉中，或以極微量存在於岩層中。
而在火星梅里迪亞尼平面附近巡遊的“機遇”號也得到了更多證據。項目科學家說，“機遇”號先後探索了兩個環形山“耐心”和“維多利亞”，以及它們中間地面的基岩構造。科學家發現，這些基岩的構造類似“夾心餅乾”，即一層是沉積岩層，一層是由沙堆石化的岩層，反覆疊加。這表明，30億至40億年來，梅里迪亞尼平面附近的氣候反覆發生乾旱和濕潤的循環，且最上層的岩層是砂岩，說明最近一次氣候變化是一個乾旱周期。此外，水流影響下形成的鐵氧化物顆粒儘管在所有岩層中都存在，但在較年輕的岩層中含量卻較稀少，表明最近一個濕潤周期更短或這些鐵氧化物顆粒形成於其他原因。斯奎爾斯說，兩輛火星車蒐集的證據表明，火星歷史環境可能是大多數生命形式的“禁區”，特別是在其炎熱乾旱的周期里。這次會議上其他科學家發表的成果也支持了這一假設。
柏林自由大學的諾伊庫姆認為，火星上可能直到30億年前還有大量水體存在，氣候適宜，但26億年前一次大規模火山噴發，使火星驟然變熱，冰川融化，水分蒸發，自此之後火星進入了漫長的乾旱炎熱期，期間濕潤期越來越短，這使火星喪失了大部分大氣和水分。
與此同時，科學家在格陵蘭島地下冰芯中發現了產甲烷古菌生存的證據。這種能在極端嚴酷條件下生存的微生物有可能在火星上生存。產甲烷古菌是一種極其古老的微生物，比細菌還要原始。它們能在無氧、無陽光的條件下生存，藉助化學反應的能量或地熱等新陳代謝，甲烷是其代謝產物。普萊斯等人分析從格陵蘭島地下3千多米深處採集的冰芯樣本底部，發現其中甲烷濃度異常高，而周圍大致同一深度卻只有少量產甲烷古菌生存。研究人員認為，冰芯中的高濃度甲烷，應該就是漫長年代中積累的產甲烷古菌的代謝產物。
他們分析這些產甲烷古菌的代謝速率後發現，古菌已在地下生存了10萬年之久，在地下3千多米的嚴酷環境下，產甲烷古菌的代謝極其緩慢，10萬年中它們新陳代謝產生的能量，只夠用來修補環境給自身基因帶來的損傷，談不上繁殖發展。與此同時它們產生的甲烷卻逐漸積累起來。研究人員認為，產甲烷古菌很可能存在於火星上，並且是火星大氣中甲烷的來源。火星大氣的甲烷濃度大約為億分之一，但在火星的環境中甲烷不可能穩定存在，因為陽光很容易使甲烷與氫氧基結合形成水和二氧化碳，而目前又沒有證據表明火星上有持續產甲烷的化學過程，因此甲烷很可能是生物過程產生的。
普萊斯等人根據火星大氣甲烷的流失速度和冰芯附近產甲烷古菌的代謝速率計算出，如果產甲烷古菌是火星大氣中甲烷的來源，假設它們在零攝氏度環境下10米厚的地層中平均分布，那么古菌的分布濃度只要達到每毫升容積1個古菌，就能穩定地維持火星大氣中的甲烷濃度。為了驗證這一構想，他們目前正在製造一台螢光探測儀，用來探測產甲烷古菌新陳代謝時產生的微弱螢光，這台儀器能探測出每毫升土壤或地層中存在的1個古菌，將來還可以安裝在新的火星車上尋找火星生命。
近代火星氣候比之前認為的更暖和
據美國太空網報導，依據科學家最新一項關於火星表面某些地形的調查研究顯示，近代火星的氣候要比之前科學家所認為的更加暖和。這項發現暗示著可能存在著火星生命。
英國公開大學馬修－巴姆（Matthew Balme）研究了美國宇航局火星勘測軌道飛行器（MRO）高解析度成像科學實驗儀器（HiRISE）所拍攝的火星赤道地形圖像，足夠的證據顯示，在數十億年前火星表面曾覆蓋著液態水，雖然近年來的幾項研究顯示近代火星表面存在著液態水流動，但是近代火星表面存在流動的液態水的確鑿證據仍無法確認，成為了科學家頗為關注的焦點。
HiRISE最新圖像暗示著火星表面存在液態水的時期要更早一些 例如：溝渠地形暗示著在125萬年前火星表面仍有液態水流動，另一項最新研究發現在10億年前火星表面可能存在著河流。巴姆的分析顯示，赤道的某些地形是在近代200萬年前“結冰－融化”周期中含冰土壤融化形成的。HiRISE所拍攝的圖像呈現出赤道附近存在著半球多邊形塊狀土壤、多分枝溝渠地形、斑駁的土壤碎片和圓錐狀土堆結構，這樣的地形非常類似於地球極地上永久凍土融化後的狀況。永久凍土已冷凍多年，甚至數千年，多數存在於北極地區，如果氣候發生變化，永久凍土將最終融化。
巴姆說：“之前科學家認為赤道附近這樣的地形可能是由於火山活動導致的，目前HiRISE拍攝的令人驚異的圖像顯示該地形是由於冰層膨脹和收縮形成的，以及富含凍的地面土壤融化作用。這暗示著之前火星的氣候與現今存在著很大的差異。”
所觀測的這些火星地形是一個向外流出的水渠，在200萬-800萬年前，這樣流動狀態的液體水仍存在於火星表面。巴姆說：“觀測證實不僅在幾百萬年前火星赤道存在著冰，而且從地形的特徵來看，這些冰水物質形成了液態水，然而再進行冷凍，經歷了許多周期。”
據悉，巴姆的這項研究得到了英國科學技術設施研究理事會的津貼資助，該項研究將發表在近期出版的《地球和行星科學快報》上。火星近代水活動性將有助於尋找火星曾經或當前存在的生命體，或許火星最早期的生命體要早於地球生命體。
巴姆說：“液態水對於生命體存在是必不可少的條件，諸如目前觀測的火星赤道地形將有助於尋找火星過去存在生命的證據。”
火星勘測軌道飛行器HiRISE觀測到火星赤道存在著半球多邊形塊狀土壤 