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火星上面有水已经是没有什么异议的了，因为不管是大量的火星探测飞船所临空拍摄的照片，还是人类派遣的火星车的亲密接触，都发现了水仍存在于火星的证据。这个发现不能不立刻激发起人类最大的亲切感和想象力，因为水不言而喻地让我们联想到生命！尽管存在水并不能保证会出现生命，但是至少为生命的出现提供了很大的可能性。那么火星上面的水环境能不能为生命的出现提供足够的条件呢？这是人类最为关心的下一个问题。

来自历史的温暖

现在我们看到的火星表面显然是不存在液态水的，因为火星地表环境太冷，即使存在水，也只能以固态冰的形态存在，而液态水至多也只可能存在于地下，但那还不是我们目前有能力规划的探测目标。失望之余，我们只有把目光投向历史，即希望依靠现有的探测与观测能力，看能不能追溯出火星历史上水环境的状况，再来考虑生命在火星过去的历史当中闪现的可能性。
其实火星最早成为人们追捧的对象，就是因为在19世纪末期，有人通过天文望远镜发现火星表面分布了类似河床沟渠的地理构造，从而引发了广为流传的火星人的科幻传说。当然后来发现那些所谓河床沟渠其实是反映地质构造的纵横峡谷，跟生命甚至跟水都没有半点关系。只是当人类能够发射火星飞船到火星上空巡视的时候，才真的找到了火星地表早已干涸的远古河床以及海洋的遗迹，这才使人确信在火星的远古时代曾经象地球一样流淌着长河，甚至承载着汹涌海洋。
那么一个重要的问题就是那些长河与海洋是在什么时候消失殆尽、而徒然留下如今一片荒凉的呢？要获取那个标志时间的历史证据最终需要我们直接从火星地表寻找相关标本，而目前火星登陆的工作才刚刚开始，所以一方面我们只能根据目前关于火星演化的历史理论来推断其环境演变历史，另一方面就是尽可能地从正在源源不断获取的火星观探资料当中挖掘相关信息。
根据一般的火星演化理论，火星迄今为止的整个历史分为三个主要阶段：从诞生到大约36亿年之前的10亿年称为罗相期，这个阶段具有比较温暖的有点类似目前地球的气候，地表分布了大量液态水；然后是距今36亿年到29亿年之间的赫斯佩期，这个阶段整个火星开始降温，使得此前地表丰富的液态水资源都冻却冰封起来，而同时期在地球上却正好是开始孕育生命的时候；然后至今称为亚马孙期，则是环境继续恶化，地表水基本蒸发殆尽。
因此在火星上波光摇荡的美景应该至少在36亿年前才出现过的，再进一步如果地表有水，那也一定类似现在的地球，在地面与大气之间存在水循环，也就是存在蒸发、云彩和降雨现象，因此火星最后的雨季应该也是发生在至少36亿年之前。然而最近火星奥德赛号飞船所搭载的热释光成像系统为我们拍摄了一些令人惊奇的照片，表明很有可能火星最后的雨季是发生在约29到34亿年之前，比以前的估计又近了不少。

最后的雨季

奥德赛号飞船所发现的关键证据，是在一些地点存在一些极其类似地球河流分支系统的树状分支河道网络，从地质地理演化角度而言是成形于赫斯佩期后期，也就是距今约29到34亿年之间，而那些高密度分布的树状分支河道网络流域系统，很有可能是由空中降水导致雨水漫流冲刷而形成的。
粗略来讲，要形成河道网络并不一定依靠降水所导致的泛滥，依靠水润滑的泥石流、热液活动、地热活动导致的地下水侵蚀都可以在完全不存在降水的条件下产生类似形态的河道，但通过细致的分析，特别是由于奥德赛号飞船上面的热释光成像系统能够探测被埋藏在沙土层下面的地理构造，使得研究人员有信心地认为那些河道是由降雨导致的洪水冲刷而成的。
奥德赛号在松散尘土下面发现的那些溪谷弯弯曲曲延伸了好几十公里，其河道宽度从上游往下游逐渐变宽，河道与河道之间分布了一些山丘，而河道则一般发源于那些山丘高处，显然这就说明这些河道不是由地热活动导致的地下水侵蚀所形成的，因为地下水不可能侵蚀到山丘的高处；而通过对流域系统更加仔细的形态观察，也可以基本认定那些河道都只能是由稳定的地表水流冲刷所形成的。
由于在雨水冲刷和洪水泛滥时，地表会自然形成排水支流。用流域内所有河道的总长度除以流域盆地面积就是所谓的排水密度，这个指标可以很好地用来表征地表水流特征。地球上一般的类似流域系统的排水密度是每公里2到100，而根据奥德赛号的照片，火星上那些流域系统的排水密度只有每公里0.6到1.5。但是，考虑到对于地球上流域系统的计算是实测数值，而对火星流域的计算完全依赖照片，显然，照片由于解析度的限制，更细密的河道就没有被计算进来，而如果使用类似飞船的太空卫星对地球的照片进行计算，则地球流域的排水密度数值也降到同样的水平。进一步如果使用其它更多的形态学指标，同样也表明火星的流域系统和地球的非常类似，这就提示火星的那些流域系统具有和地球由于雨水冲刷和洪水泛滥所生成的流域系统相同的发育构造背景。
尽管通过照片只能粗略地估计河道的深度，但是目前已经可以基本肯定那些火星树状河道都是顺着地面倾斜方向延伸的，而河道网络的形态也随着地表倾斜度而发生变化，这点和地球上由于降雨或积雪融化所产生的地表漫流而生成的流域系统非常类似。而更细致的形态分析表明，火星上的那些树状河道系统更明显是在至少长达好几万年的时间内，由于温暖湿润气候导致经常性降雨，而被雨水漫流冲刷而成的。因此这种树状的分支密集的河道系统很生动地向我们提供了一个至少持续了好几万年的温暖潮湿的历史图景，那时雨季肯定常常光临火星。比起我们以前所认为的火星最后的雨季终止在距今36亿年的时候，现在发现火星雨季实际上还可能继续持续了好几亿年，因为火山以及地质证据表明，那些树状河道系统是在赫斯佩期后期发育形成的，这就为我们下一步寻求火星生命提供了更大的动力。

不过目前对于那些河道系统发育成形的确切年代，以及河道生成的缘由，还存在一些争议，例如有人就倾向于认为那些河道主要是由积雪融化导致的水流冲刷而成，那样就不需要温暖的气候了。但随着奥德赛号仍在每天不断地发给人类新的照片，这个争议必将会基于更深入的研究而获得解决。