一项新的研究表明，数十亿年前，当火星是一个冰冻的冰球时，大量的甲烷羽流可能会引起神秘的暖流，让液态水流动。这项研究可以帮助科学家们了解火星上的环境如何以及何时适合生命存在。

根据今天发表在《自然地球科学》杂志上的一个关于年轻火星气候的新模型，这些短暂的全球变暖可能与火星的摆动轴有关。研究表明，地球倾斜的变化使其表面更多地暴露在阳光下，融化了地下冻结的甲烷储层。甲烷气体随后逃逸到大气中并与二氧化碳混合，二氧化碳是另一种强大的吸热温室气体——引发持续数十万年的大范围升温。

今天，火星是一个寒冷和贫瘠的地方，但地球开始相对温暖和潮湿。事实上，美国宇航局的好奇号探测器和火星轨道飞行器已经发现了河流三角洲的褶皱和山谷，这些褶皱和山谷很可能是几千年来被液态水雕刻的。然而，其中一些特征可以追溯到大约36亿到30亿年前，那时火星被认为是完全冻结的。液态水的证据表明，火星可能在冰期经历过周期性的暖期，但到目前为止，还没有人能够确切地知道是如何发生的。

“这是一个悖论，一个尚未解决的火星悖论，”凯文·扎恩勒说，他是一位没有参与这项研究的美国宇航局科学家一方面，有人说它看起来温暖潮湿，至少偶尔如此。另一方面，没人知道它怎么会是温暖潮湿的。”

一种解释是，火山喷发出的温室气体可能足以使地球变暖并融化冰层。但是研究表明，火山爆发不可能造成持续数千年的全球变暖。小行星撞击会使地球变暖更少的时间。

芝加哥大学（University of Chicago）的行星科学家、《今日研究》（today）的主要作者埃德温•凯特（edwinkite）说，还有另一种可能性：大气中大量甲烷导致全球变暖。今年早些时候，哈佛大学的罗宾·华兹华斯领导的研究表明，甲烷——当与二氧化碳混合时——可能是火星上一种比之前想象的强得多的温室气体。这进一步证明了凯特和行星科学家彼得·高（petergao）正在为甲烷在这颗红色星球变暖中的作用进行研究。

火星上的甲烷是数十年来争论的主题，其利害关系异常重大：如果火星上有甲烷，它也可能是那里有生命的迹象。在地球上，大气中的大部分甲烷是在生物死亡和腐烂时产生的。但凯特感兴趣的甲烷则不同：它不是由生物产生的，而是由地壳深处岩石和水之间的化学反应产生的。这些反应产生的甲烷可能已经向地表移动，在那里它被困在一层冰中。

为了让甲烷释放到大气中，冰必须融化。根据凯特的模型，当火星在其轴线上摇摆时，这种情况就可能发生——倾斜使太阳更多地撞击到火星表面。就像地球一样，火星绕着一个倾斜的轴旋转，因为它绕着太阳旋转。这种倾斜是我们季节的原因：北半球经历了夏天，例如，当地球的倾斜使地球的北半球暴露于更多的太阳能量之下。

我们的行星的倾斜或多或少是由我们巨大的、绕轨道运行的月球稳定下来的——它就像一个锚。但是火星的两颗小而畸形的卫星却没有那么有效。所以有时候，火星会剧烈摇晃。凯特的计算表明，这些抖动可能引发了足够的变暖，使地表下的一些冰融化。这反过来又释放了被困在里面的甲烷——引发了一轮可能持续数十万年的全球变暖。当太阳光分解甲烷分子时，这些温暖的时期就结束了。

由于水是地球上生命的关键，这些温暖的咒语可能在火星上创造了一个宜居的环境。当然，“宜居并不意味着有人居住！”凯特在一封电子邮件中写道，但这有助于解释生命可能存在的条件。

书房很坚固，阿尔贝托én、 康奈尔大学（Cornell University）的一位天体生物学家兼客座科学家在给《边缘》（The Verge）的一封电子邮件中说。他在研究报告发表的一篇评论中写道，这些甲烷爆发可能是导致液态水流动的复杂因素组合的一部分。然而，凯特指出，目前还没有直接观察到这种甲烷气藏确实存在。这项研究主要基于计算机建模。”这可能是我们的模型最大的弱点，”凯特说我们所有的证据都是间接的。”

Zahnle认为火星暖湿期的矛盾还没有解决。问题是，要解释这些现象，地球的大气层需要含有大量的二氧化碳，而这些二氧化碳目前在火星上是不存在的。”这是一个问题，因为没有人知道所有的二氧化碳都去了哪里。

尽管如此，Zahnle说，“他们非常聪明，这是一个很好的努力。”而且这个模型很快就会进行测试。欧洲航天局的ExoMars跟踪气体轨道飞行器目前正在环绕火星运行，它配备了甲烷嗅探器。该探测器将于2018年3月进入一个更近的环绕火星的圆形轨道。如果它的仪器没有探测到火星大气中的任何甲烷，那么“我们的模型不太可能是正确的，”凯特说如果有一个快速的方法来证明我们的模型，我不知道它是什么-但有一个快速的方法来反驳它。”