今天，火星上的大部分水被锁在冰冻的冰帽中。但数十亿年前，它在地表自由流动，形成湍急的河流，蜿蜒流入陨石坑，形成湖泊和海洋。由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的新研究发现，有时候湖泊会吸收如此多的水，以至于它们从盆地两侧溢出并爆裂，造成灾难性的洪水，这些洪水很快就会在很长一段时间内形成峡谷，可能需要几周时间。

研究结果表明，灾难性的地质过程可能在塑造火星和其他世界没有板块构造的地貌中起主要作用，首席作者蒂姆古德格说，他是UT杰克逊地球科学学院的博士后研究员，他将担任助理教授。在2019年的学校。

“这些破坏的湖泊相当普遍，其中一些相当大，有些像里海一样大，”Goudge说。“因此，我们认为这种灾难性溢流洪水和出口峡谷的快速切割在火星早期表面可能非常重要。”

该研究于11月16日在地质学杂志上发表。共同作者包括美国宇航局科学家Caleb Fassett和杰克逊学院教授兼研究副院长David Mohrig。

通过研究卫星图像中的岩层，科学家们知道，火星表面的数百个陨石坑曾经充满了水。这些“古老的太阳能”中有200多个有长达数十至数百公里的峡谷，几公里宽的古代湖泊中的水流雕刻而成。

然而，在这项研究之前，尚不清楚这些峡谷是否会逐渐被雕刻数百万年或是否会被单次洪水迅速雕刻。

利用美国宇航局的火星侦察轨道卫星拍摄的高分辨率照片，研究人员检查了出口和火山口边缘的地形，发现出水口大小与大洪水期间预计释放的水量之间存在相关性。Goudge说，如果出口随着时间的推移逐渐减少，水量和出水口尺寸之间的关系可能不会成立。

总的来说，研究人员检查了红色星球上的24个古老的峡谷和它们的出口峡谷。该研究中检测到的一种古老的耐候性物品Jezero Crater是美国宇航局“火星2020”火星探测器的潜在着陆点，用于寻找前世的迹象。Goudge和Fassett根据之前的研究提出将火山口作为着陆点，发现它在火星过去长时间保持着水。

虽然从火星陨石坑流出的大量洪水可能听起来像科幻小说中的场景，但当冰川拦截的湖泊突破其冰冷的障碍时，地球上也会发生类似的过程。研究人员发现，相似性不仅仅是肤浅的。只要考虑到重力，洪水就会在地球或火星上形成类似形状的出口。

“这告诉我们，行星之间不同的东西并不像溢流过程的基本物理和盆地的大小那么重要，”Goudge说。“你可以通过比较不同的行星来了解更多关于这个过程的知识，而不是只考虑地球上发生的事情或火星上发生的事情。”

虽然火星和地球上的大洪水受相同的力学支配，但它们适合不同的地质范例。在地球上，构造板块缓慢而稳定的运动在数百万年中极大地改变了地球的表面。相比之下，火星上缺乏板块构造意味着灾难性事件 - 如洪水和小行星撞击 - 迅速产生变化，这些变化可能导致景观近乎永久性的变化。

“地球上的景观在很长一段时间内都没有保留大型湖泊，”法塞特说。“但是在火星上......这些峡谷已经存在了37亿年，很长一段时间，它让我们深入了解地表水在火星上的深层时间。”