火星曾經被河水染紅。過去的河流、小溪和湖泊的痕迹今天在這個星球上仍然可見。但大概30億年前，它們都乾涸了–沒有人知道原因。芝加哥大學地球物理學家Edwin Kite說道：“人們提出了不同的想法，但我們不確定是什麼導致氣候發生如此巨大的變化。我們真的很想了解，特別是因為它是我們肯定知道的唯一從宜居變為不宜居的星球。”
Kite是一項新研究的第一作者，該研究檢查了火星河流的足跡從而看看它們是否有揭示出這個星球的水和大氣的歷史的可能性。
許多科學家之前認為，大氣層中的二氧化碳流失–幫助火星保持溫暖–造成了麻煩。但5月25日發表在《Science Advances》上的新研究結果表明，這種變化是由其他一些重要成分的損失造成，這些成分維持了這個星球足夠的溫暖，從而使其有流動的水。
但它是什麼，科學家們仍然不知道。
水，到處都是水–但沒有一滴水可以喝
1972年，科學家們在看到NASA“水手9號”任務從軌道上繞過火星時拍攝的照片時感到非常驚訝。這些照片顯示了一個充滿河床的景觀，這證明這個星球曾經有大量的液態水，儘管它今天已經幹得像骨頭一樣。
由於火星沒有構造板塊，無法隨着時間的推移移動和掩埋岩石，古老的河道痕迹仍躺在表面，就像被匆忙拋棄的證據。
這使得Kite及其合作者–包括芝加哥大學的研究生Bowen Fan及來自史密森學會、行星科學研究所、加州理工學院噴氣推進實驗室和Aeolis研究的科學家–能夠對基於衛星從軌道上拍攝的數千張照片的地圖展開分析。根據哪些軌道跟哪些軌道重疊以及它們的風化程度，該團隊拼湊出了數十億年來河流活動的海拔和緯度變化的時間表。
然後他們可以將其跟不同氣候條件的模擬結合起來看看哪種情況最匹配。
行星氣候非常複雜，它有着很多很多的變量需要考慮–特別是如果你想讓你的星球保持在Goldilocks區域，在這個區域里，它的溫度足以讓水變成液體但又不會熱到沸騰。熱量可以來自一個星球的太陽，但它必須足夠接近以接受輻射，但又不能太近進而讓輻射帶走了大氣。溫室氣體如二氧化碳和甲烷可以在一個星球的表面附近捕獲熱量。水本身也發揮着作用,它可以作為雲存在於大氣中也可以作為雪和冰存在於表面。雪冠往往作為一面鏡子以將陽光反射回太空，但云層可以捕獲或反射掉光線，這取決於它們的高度和組成。
Kite和他的合作者在他們的模擬中對這些因素進行了許多不同的組合併尋找可能導致地球溫暖到至少有一些液態水在河流中存在超過10億年的條件–但隨後突然失去它。
但當比較不同的模擬結果時，研究人員們看到了一些令人驚訝的事情。改變大氣中二氧化碳的數量並沒有改變結果。也就是說，變化的驅動力似乎並不是二氧化碳。
“二氧化碳是一種強烈的溫室氣體，所以它確實是解釋火星乾燥的主要候選人，”Kite說道，“但是這些結果表明它並不那麼簡單。”
現在有幾個備選方案。新的證據跟Kite在2021年的一項研究中提出的方案非常吻合，即火星大氣層中的一層薄薄的冰雲就像半透明的溫室玻璃，捕獲熱量。其他科學家則提出，如果氫氣從行星的內部釋放出來，它可能跟大氣中的二氧化碳相互作用以吸收紅外光並使行星變暖。
Kite說道：“我們不知道這個因素是什麼，但我們需要有大量的因素存在才能解釋這些結果。”
有許多方法可以嘗試縮小可能的因素；該團隊建議NASA的“毅力號”探測器進行幾種可能的測試，這些測試可能會發現一些線索。
Kite和同事Sasha Warren也是科學小組的一員，他們將指導NASA的“好奇號”火星車尋找有關火星乾涸原因的線索。他們希望這些努力以及 “毅力號”測量能為這個謎題提供更多的線索。