一个国际行星科学家小组在火星的塔尔西斯火山顶部发现了水霜斑块，这些火山不仅是这颗星球上最高的火山，也是整个太阳系中最高的火山。

根据该团队在《自然地球科学》杂志上发表的新研究，这次发现标志着人们首次在火星赤道附近发现霜冻，挑战了人们对火星气候动态的现有认识。

“我们认为火星赤道附近不太可能形成霜冻，因为阳光和稀薄大气的混合使得白天表面和山顶的温度都相对较高——不像我们在地球上看到的，在地球上你可能会看到霜冻的山峰，”布朗大学博士后研究员阿多马斯·瓦兰蒂纳斯 (Adomas Valantinas) 说，他在伯尔尼大学攻读博士学位期间领导了这项研究。“我们看到的可能是现代火星上一个古老气候周期的残余，过去这些火山上有降水，甚至可能降雪。”

根据这项研究，霜冻在日出后仅持续几个小时，之后就会在阳光下蒸发。霜冻也非常薄——可能只有百分之一毫米厚，大约是人的头发的宽度。尽管如此，它还是相当巨大的。研究人员计算出，在寒冷的季节，霜冻中每天至少有 15 万吨水在地表和大气之间交换。这相当于大约 60 个奥运会游泳池的水量。

火星上发现霜冻的地区塔尔西斯拥有众多火山。这些火山高耸于周围的平原之上，高度是地球上珠穆朗玛峰的 1 到 2 倍。例如，奥林匹斯山的宽度与法国相当。

霜冻位于火山口，这些火山口是过去火山喷发时在山顶形成的大凹陷。研究人员认为，这些山脉上方的空气循环方式创造了一种独特的微气候，使薄薄的霜冻得以形成。

研究人员认为，模拟霜冻的形成方式可以让科学家揭示更多火星的剩余秘密，包括了解水的存在位置和运动方式，以及了解火星复杂的大气动力学，这对于未来的探索和寻找可能的生命迹象至关重要。

研究人员利用欧洲航天局痕量气体轨道器上的彩色立体表面成像系统 (CaSSIS) 拍摄的高分辨率彩色图像探测到了霜冻。随后，研究人员利用欧洲航天局火星快车轨道器上的高分辨率立体相机以及痕量气体轨道器上的火星天底和掩星光谱仪的独立观测结果验证了这一发现。

这项工作涉及分析超过 30,000 张图像，以便首先找到霜冻，然后确认其存在。瓦兰蒂纳斯根据拍摄地点和拍摄时间(例如一天中的时间和季节)对图像进行筛选。这种细致的方法有助于分离出指示水霜的光谱特征以及它在火星表面的形成位置。

瓦兰蒂纳斯于 2018 年开始分析这些图像。大部分工作是在他在国外攻读博士学位期间完成的，但一部分重新分析是在布朗大学期间完成的。

在转任布朗大学职务后，瓦兰蒂纳斯计划继续探索火星之谜，同时转向天体生物学。在布朗大学行星科学家杰克·马斯塔德的实验室工作，他将致力于描述可能支持微生物生命的古代热液环境。这些环境中的样本有朝一日可能会被美国宇航局领导的火星样本返回任务带回地球。

瓦兰蒂纳斯说：“第二次起源、地球以外生命的概念一直让我着迷。”