【导语】

一项发表于《自然》杂志的研究指出，火星北半球地下存在类似地球大陆架的广阔带状地形，这一新发现被研究团队视为支持火星曾拥有巨大海洋的重要证据，涉及面积约占火星表面的三分之一。

早期火星水体形态长期存疑

科学界普遍认为，火星早期曾存在液态水，但这些水体究竟以零散湖泊和河流形式存在，还是曾汇聚成稳定的海洋，一直存在争议。此前多次火星探测任务在地表识别出疑似“古海岸线”的地质痕迹，但这些特征较为微弱，且分布在不同海拔高度。

研究人员指出，如果这些结构真的是稳定海洋的海岸线，其高度应当大致一致，类似地球上海平面在同一时期保持统一高度的情况。然而，火星表面经历了数十亿年的风蚀、火山活动及其他地质过程，早期地貌特征保存极为困难。

加州理工学院教授迈克尔·兰姆（Michael Lamb）表示，如果火星曾有海洋，其水体早已在数十亿年前消失，这一时间跨度超过火星年龄的一半。与之相比，地球上几乎没有保存如此久远年代的地质遗迹，而火星上同一时期的痕迹也多已被侵蚀或改造，仅存的细微特征难以识别。他称，研究团队希望找到比传统“海岸线”更稳健的地形证据来指示海洋的存在。

以地球为参照：从“排干地球海洋”入手

为寻找更可靠的海洋标志，兰姆与来自加州理工学院和德克萨斯大学奥斯汀分校的阿卜杜拉·扎基（Abdullah Zaki）等研究人员，首先从地球出发，梳理哪些大型地貌可以清晰表征海洋的长期存在。

团队利用计算机模型，模拟“将地球海洋排干”的情景，分析在失去海水覆盖后，哪些地形会作为最显著、最持久的遗迹保留下来。模拟结果显示，一种宽达数百公里、沿着陆地与海洋边界分布的平坦带状地形最为突出，类似浴缸放空后在内壁留下的环形痕迹，这一结构即为大陆架。

研究指出，尽管地球海平面在地质历史中多次升降，具体海岸线位置不断变化，但大陆架作为大尺度地貌单元相对稳定，能够在长时间尺度上记录海洋的存在和范围。

火星北部发现类似“浴缸环”的大陆架结构

在确定大陆架是关键标志后，研究团队转而分析火星轨道器获取的高精度地形数据。研究人员在火星北部平原识别出一条宽广、相对平坦的带状地形，其形态与模型中“排干海洋后”在地球上残留的大陆架高度相似。

研究称，这一带状地形环绕在火星北半球低洼区域边缘，指向该区域曾被一个覆盖约三分之一行星表面的巨大水体所占据。团队指出，这类大陆架式地貌需要在长时间、稳定的海洋环境下逐步形成，而不会出现在普通湖泊周围，因此暗示该水体可能在早期火星上持续存在了数百万年。

扎基表示，这条类似“浴缸环”的大陆架结构是此次工作的核心发现，将此前分散的沿海证据串联起来。他指出，过去相关研究主要聚焦于海岸线等更直观的地貌，而对大陆架这一更大尺度的结构关注不足。

河流三角洲位置与大陆架相吻合

除大陆架外，研究团队还对火星上已知的河流三角洲分布进行了比对。河流三角洲通常形成于河流注入海洋或大型水体的入海口处，是由沉积物堆积形成的三角形平原。

研究发现，多处火星河流三角洲的位置与这条带状大陆架结构相互吻合。团队认为，这一空间对应关系为北部平原存在古海洋提供了额外支持。

扎基表示，这一大陆架特征此前并未被系统寻找或识别，此次工作为火星北部存在远古海洋的假说提供了“有力补充证据”。他同时强调，相关结论仍需后续研究验证，包括利用火星车对相关沉积物进行原位考察，以及对轨道器遥感数据开展更精细的分析。

研究发表与论文信息

上述成果发表于《自然》（Nature）杂志。论文题为《识别早期火星海洋的地形特征》（Identifying topographic signatures of an early Martian ocean），作者为 A.S. Zaki 和 M.P. Lamb，已于 2026 年 4 月 15 日在线发表，DOI 为 10.1038/s41586-026-10381-2。