冰冷的雲層可能使火星曾經溫暖並擁有河流

火星目前佈滿沙漠，然而 NASA 毅力號正在古老的三角洲遺跡邊。這矛盾困擾科學家數十年，特別是當火星有河流流動時，表面接受到的陽光不到地球三分之一。芝加哥大學科學家利用電腦模擬提出新解釋，認為火星過去可能有一層薄而冰冷的高空雲，引起溫室效應。

關於火星現象，目前尚未有好解釋。有一說認為，來自巨大小行星撞擊釋出的動能，可使行星變溫暖。但根據估算，這個效應僅持續1~2年，而古老河流和湖泊留下的痕跡顯示溫暖的天氣可能持續超過數百年。

而另一個可能的解釋為：高空雲（如同地球卷雲）。即使是大氣少量雲，也能顯著提高行星溫度，類似大氣二氧化碳造成的溫室效應。這個想法最初2013年提出，但需要雲層有不尋常的特性才能有作用，例如水氣在大氣的停留時間，需要超過地球停留的時間，這似乎不太可能。

科學家發現，假如過去曾經有冰覆蓋大部分火星表面，這將形成有利低空雲的地面濕度，而低空雲不會使行星變溫暖太多（甚至雲層可以反射陽光，使行星變冷）。假如冰塊僅覆蓋少部分區域（例如極區和山頂），火星地表空氣就會變得較乾，有利高層雲形成，高層雲將使行星更容易變溫暖。

模擬結果顯示，科學家可能需要放棄一些基於地球的假設，因火星水循環可能和地球不同。地球水會快速在大氣和地表間移動，且呈現不均勻分布，例如乾燥的撒哈拉沙漠與潮濕的亞馬遜森林。相反地，即使在適居性的高峰，火星表面的水也較少。按照本文的模型，當水氣進入火星大氣將長期停留（約一年），為長期存在的高空雲提供適當條件。

NASA毅力號可從多方面測試這個理論，例如分析火星卵石重建火星過去的大氣壓力。了解火星的溫暖大氣如何形成和消失的完整故事，可為尋找其他適居行星提供更多資訊。