由于近年来研究火星的许多任务，科学家们意识到大约40亿年前，火星是一个完全不同的地方。除了大气密度更高外，火星也是一个更温暖、更潮湿的地方，液态水覆盖了火星的大部分表面。不幸的是火星在数亿年的过程中失去了大气层，这些海洋逐渐消失了。

这些海洋形成的时间和地点一直是许多科学调查和辩论的主题。根据新研究加州大学伯克利分校的一组研究人员认为，这些海洋的存在与火山系统的崛起有关。他们进一步推断，这些海洋形成的时间比预期的早了数亿年，而且没有以前想象的那么深。

这项研究的题目是“从海岸线形变看火星上的海洋时间”，最近发表在自然科学杂志上。这项研究由罗伯特·西特伦、迈克尔·曼加和道格拉斯·海明威进行的。

关于火星过去海洋的大小和范围的争论是由于观察到的一些不一致之处造成的。基本上，当火星失去大气层时，它的地表水就会冻结，变成地下永久冻土，或者逃到太空。那些不相信火星曾经有海洋的科学家指出，关于多少水可能被隐藏或丢失的估计与关于海洋大小的估计是不一致的。

更重要的是，现在集中在极地的冰层还不足以形成海洋。这意味着，火星上的水要么比先前的估计所表明的要少，要么是其他一些过程造成了水的损失。为了解决这个问题，西特伦和他的同事们创造了一个新的火星模型表明--大约37亿年前形成火山的同时形成了海洋。

火星侦察轨道器拍摄的火星表面的彩色图像。三座火山线是塔西斯火山，奥林匹斯火山位于西北部。

由于塔西斯火山在当时较小，因此没有引起与后来相同程度的地壳形变。对于覆盖北半球大部分地区的平原来说，情况尤其如此，人们认为这是一个古老的海床。考虑到这一地区不像后来发生的那样受到地质变化的影响，它会变浅一些，并且能容纳大约一半的水。

西特伦说：“他们的假设是，塔西斯火山的形成非常迅速，且时间很早，而不是逐渐形成的，而且海洋的形成也是比较晚的。我们的意思是，海洋先于熔岩喷发并伴随着熔岩涌出，形成了塔西斯火山。”

此外，研究小组还推断，造成塔西斯火山的火山活动可能是火星早期海洋形成的原因。基本上，火山会向大气中喷出气体和火山灰，从而导致温室效应。这会使地表变暖到液态水可能形成的程度，还会形成地下通道，使水能够到达北部平原。

他们的模型还反驳了之前关于火星的其他假设，即火星的拟议海岸线非常不规则。从本质上讲，人们认为古代火星上的“水锋”属性的高度变化高达1公里；而在地球上，海岸线是水平的。这也可以用大约37亿年前的塔西斯火山火山区的增长来解释。

今天的火星地图显示了科学家们发现的可能是在数十亿年前被断断续续的海洋侵蚀过的古海岸线。

利用目前火星的地质数据，该小组能够追踪我们今天所看到的不规则现象是如何随时间而形成的。这将始于40亿年前火星第一大洋(阿拉伯)的形成，并见证了塔西斯蒙特斯岛最初20%的增长。随着火山的扩大，陆地变得萧条，海岸线随着时间的推移而移动。

类似地，随后的海洋的不规则海岸线也可以用这个模型来解释，因为它是在大约36亿年前的塔西斯火山最后17%的生长过程中形成的。伊西迪斯的特征，似乎是一个古老的湖床，稍微偏离海岸线，也可以这样解释。由于地面变形，伊西迪斯不再是北部海洋的一部分，而成为一个相连的湖床。

西特伦说：“这些海岸线可能是在塔西斯火山登陆之前和期间存在的大量液态水，而不是之后”。

这一新理论不仅解释了以前对北部平原水量的估计不准确的原因，而且还解释了同时出现的山谷网络(被流水切断)。在未来的几年里，这个理论可以通过NASA和其他太空机构发射到火星的机器人任务来验证。

想想美国宇航局的利用地震调查、大地测量和热输送进行内部勘探(洞察力号)的任务，计划在今年5月份发射。一旦登陆火星，它将使用一套先进的仪器--包括地震仪、温度探测器和无线电科学仪器--来测量火星内部，并进一步了解火星的地质活动和历史。

美国宇航局预计，洞察力号可能会探测到火星内部冻结的古老海洋的残骸，甚至可能探测到液态水。

我们对过去40亿年火星上发生的事情了解得越多，我们就越了解形成太阳系的力量。这些研究对于帮助科学家们确定如何和在何处形成生命条件也有很大帮助。