早期的火星有河流，但是从一个潮湿的星球过渡到干燥的原因仍然未知。过去的火星气候可以通过对气候敏感的地貌的分布来探测。在新的研究中，芝加哥大学科学家Edwin Kite及其同事分析了火星水成地貌的全球数据库，看看它们能揭示出这个星球的水和大气的历史。

几十亿年前，一条河流在火星上的Mawrth Vallis山谷中流淌。

1972年，行星科学家们看到美国宇航局水手9号任务从轨道上绕过火星时拍摄的照片，感到非常惊讶。这些照片显示了一个充满河床的景观——证明这个星球曾经有大量的液态水，尽管它今天已经干得不成样子。

由于火星没有构造板块，无法随着时间的推移移动和掩埋岩石，古老的河道痕迹仍然躺在表面，就像被匆忙抛弃的证据。这使得凯特博士和合作者能够分析基于卫星从轨道上拍摄的数千张照片的地图。

根据哪些轨道与哪些轨道重叠，以及它们的风化程度，研究人员拼凑出了数十亿年来河流活动的海拔和纬度变化的时间表。然后他们可以将其与不同气候条件的模拟结合起来，看看哪种条件最匹配。

行星气候是非常复杂的，有很多很多的变量需要考虑——特别是如果你想让你的星球保持在宜居区。热量可以来自行星的母星，但它必须足够接近，以便接受辐射，但又不能太近，以至于辐射会剥去大气层。温室气体，如二氧化碳和甲烷，可以在行星的表面附近捕获热量。水本身也发挥着作用；它可以作为云层存在于大气中，也可以作为雪和冰存在于表面。

雪冠往往作为一面镜子，将阳光反射回太空，但云层可以捕获或反射掉光线，这取决于其高度和组成。研究作者在他们的模拟中对这些因素进行了许多不同的组合，寻找可能导致地球温暖到足以让至少一些液态水在河流中存在超过10亿年的条件--但随后突然失去它们。

但是，当他们比较不同的模拟时，他们看到了令人惊讶的事情：改变大气中的二氧化碳数量并没有改变结果；也就是说，变化的驱动力似乎并不是二氧化碳。

"二氧化碳是一种强烈的温室气体，所以它确实是解释火星干燥的主要候选人。但是这些结果表明它并不那么简单，"Kite博士说。

新的证据与2021年的一项研究中提出的设想非常吻合，即火星大气层中的一层薄薄的冰云就像半透明的温室玻璃一样，可以捕获热量。其他科学家提出，如果氢气从行星的内部释放出来，它可能与大气中的二氧化碳相互作用，吸收红外光并温暖行星。