火星最大火山阿爾巴山出現新裂縫，正滲出與岩漿有關的氣體

每逢火星北半球初夏，在這顆行星最寬廣的火山阿爾巴山（Alba Mons）山坡上空，便會出現微量氯化氫；此時，這種氣體已從火星其他天空中消失。在這些偵測位置正下方，軌道相機發現了一群此前從未被繪製記錄的新鮮狹窄裂縫。

在地球上，氯化氫是岩漿經由火山噴氣口釋放的氣體之一。一個與歐洲太空總署 ExoMars Trace Gas Orbiter 合作的國際團隊如今認為，火星上也正發生同樣的事：深埋地下的岩漿體所逸出的氣體，在封住裂縫的冬季冰層轉為水氣後，便穿過裂縫外洩。如果他們的判斷正確，火星並非地質上已經死亡的世界，而是一顆沉睡中的行星；而這些裂縫，將是尋找其冰凍地表下溫暖潮濕區域的首要地點。

波蘭科學院太空研究中心教授、研究共同主要作者丹尼爾・梅熱（Daniel Mège）表示：「我們的發現顯示，火星保留了足夠的內部熱能，得以支撐直到近期的火山活動，而且可能至今仍然如此。」這項研究由莫斯科俄羅斯科學院太空研究所的亞歷山大・特羅希莫夫斯基（Alexander Trokhimovskiy）領導，參與研究人員來自波蘭、俄羅斯、英國、德國、法國、瑞士、義大利、烏克蘭及澳洲。

火星擁有太陽系中最大的火山，但從來沒有人目睹過火山噴發。外觀似乎僅有數百萬年歷史的熔岩流，以及 NASA InSight 著陸器記錄到的火星地震，都暗示其內部尚未完全冷卻。此前缺少的是一種氣體，也就是如今正從地面逸出的化學痕跡。

軌道器如何捕捉到這種氣體

Trace Gas Orbiter 搭載了大氣化學套件（Atmospheric Chemistry Suite），這是一組利用太陽掩星法運作的紅外線光譜儀。當太空船觀測太陽穿過稀薄火星大氣層升起或落下時，儀器會記錄沿途被吸收的是哪些波長的陽光，而每一種氣體都會留下自己的指紋。這種方法能辨識十億分之一濃度等級的氣體，並判定它們所在的高度。

同一儀器團隊數年前首次報告在火星發現氯化氫。自此以後，這種氣體已在廣泛地區出現，但幾乎總是在火星最接近太陽的溫暖、多塵季節，並隨著塵埃與水氣增減。研究人員將這一季節性激增歸因於大氣與懸浮塵埃、冰之間的化學作用，而非火山活動。

例外是北半球夏季的兩次觀測，當時火星距離太陽最遠，整個大氣層寒冷而乾燥，兩次訊號都出現在阿爾巴山以北。團隊隨後在較晚的一個火星年進行專門搜尋，再次於同一地區發現氯化氫；然而，在觀測條件相似的其他緯度進行軌道觀測，卻一無所獲。梅熱說：「Trace Gas Orbiter 找到了確鑿證據。那就像大海撈針。」

寬度不到一公尺的裂縫

為找出可能的來源，研究人員利用三台相機檢視偵測點下方地面：Trace Gas Orbiter 上的 CaSSIS，以及 NASA Mars Reconnaissance Orbiter 上的 HiRISE 和 CTX。他們發現成群線性裂隙，有些僅數十公分寬、最長可達數百公尺，集中分布於地形脊線上、長達數十公里的帶狀區域。部分裂隙兩側伴有明亮與暗色沉積物；團隊將這種色彩變化比作地球上噴氣孔周圍形成的殼狀沉積物，噴氣孔正是火山排放氣體的出口。

這些裂縫切穿了覆蓋北方緯度地區、富含冰的塵埃與霜層，也切過凍結地面形成的多邊形圖案，因此它們在地質上相當年輕，可能不到一百萬年。它們也與火山周圍的大型斷層系統 Tantalus Fossae 和 Phlegethon Catena 排列一致。

所提出的機制具有季節性。冬季氣溫降至約攝氏零下120度時，冰會堵住裂隙。初夏這些冰直接轉化為水氣後，被困住的氣體便會逸出，這也能解釋為何訊號會在相同季節回到同一位置。

阿爾巴山有多大，洩漏又有多小

阿爾巴山是一座不尋常的火山。它的熔岩流原野從山頂向外延伸至少1,350公里，涵蓋面積可與美國相當，然而其高度僅約6.8公里，大約是奧林帕斯山（Olympus Mons）高度的三分之一。其北側山坡的平均坡度約為半度，比大多數高速公路匝道還要平緩。

洩漏本身規模不大。假設氯化氫在大氣中的存留時間約為一個火星日，作者估算其滲漏速率低於每秒3公斤。地球火山釋放這種氣體的速率，從每秒數公斤到超過100公斤不等，因此這個火星來源位於該範圍的極低端。

火星在最接近太陽時、全行星可見的規模大得多的季節性脈衝，估計約為每秒180公斤，並不被認為本身具有火山成因。不過，團隊提出，其中部分氯可能很久以前便來自行星內部，並持續在大氣、地表鹽類與冰之間循環。

這項研究沒有證明什麼

沒有人看見岩漿。火星上從未觀測到新的熔岩流或噴發，而最能直接指向持續噴發的氣體二氧化硫，也尚未被偵測到。作者主張，氯化氫等鹵素氣體可以從深處岩漿體滲出，不需要噴發，也不會產生紅外線搜尋活躍火山活動時所尋找、卻從未發現的強烈熱訊號。

氣體與裂縫之間的關聯，是根據位置與時間所作的推論。偵測次數很少，氣體混合並不均勻，且很快消失，因此其來源只能粗略定位。梅熱將火山解讀形容為一種仍須證明的直覺：「觀察滲漏現象的空間分布時，我立刻就明白其背後有某種火山作用，但這必須被證實。」團隊表示，大部分工作都投入於測試並排除大氣中可能產生這種氣體的化學過程。

火星微量氣體也有一段備受爭議的紀錄。NASA Curiosity 探測車在地面量到的甲烷尖峰，從未獲得軌道觀測確認；Trace Gas Orbiter 在軌道上則為其設下極低的上限。若能在阿爾巴山上空再次偵測到它，最好由第二種儀器確認，將使火山成因的論點更難遭到質疑。

為何裂縫對生命意義重大

氯化氫等岩漿氣體在這顆行星的過去可能豐富得多，當液態水覆蓋大部分地表時，它們有助於加厚大氣並讓氣候暖化。若來自下方的熱能如今仍與地面冰層相遇，便可能維持地下的液態水區域。

梅熱說：「在阿爾巴山區域的滲漏裂隙中尋找火星生命，會非常合理。若熱液系統仍在活動，當中可能具備微生物發展所需的成分與能量。」這是對未來任務的提案，並非一項發現。歐洲太空總署該軌道器計畫科學家柯林・威爾遜（Colin Wilson）表示，這些結果「可能證明是 TGO 至今最偉大的成功」。

火星火山常見問題

火星上有活火山嗎？

火星上從未觀測到火山噴發。一些熔岩流看似僅有數百萬年歷史，而在阿爾巴山上空偵測到的氯化氫，顯示地下岩漿可能仍在釋放氣體；這將代表這顆行星處於休眠狀態，而非完全死寂。

阿爾巴山是什麼？

阿爾巴山是位於北部塔爾西斯地區的一座盾狀火山，也是按表面積計算火星最大的火山。其熔岩流從山頂延伸至少1,350公里，但高度僅約6.8公里。

為什麼氯化氫指向火山活動？

在地球上，氯化氫會經由噴氣口與噴氣孔自岩漿逸出。在火星上，它通常透過大氣化學作用於溫暖季節出現，因此在寒冷季節、位於新鮮裂隙上方發現它，指向地面中的來源。

阿爾巴山裂縫中可能有生命嗎？

當地沒有生命存在的證據。研究人員提出，若岩漿熱能與地下冰相遇，可能形成熱液系統；這類環境正是地球微生物繁盛之處，因此使這些裂縫成為未來探測的候選目標。

這項研究於2026年11月4日發表在《Science Advances》。前兩次寒冷季節的偵測，出現在2019年至2021年間的火星年；確認性搜尋則在2022年晚期至2024年晚期的火星年進行；其中一張裂隙的 CaSSIS 影像拍攝於2023年2月3日。下一個火星北半球初夏將於2027年4月左右開始，季節模型預測屆時氣體會再度在阿爾巴山上空出現，而 Trace Gas Orbiter 仍在軌運行，將持續尋找它。

參考文獻：Trokhimovskiy et al., “Enigmatic HCl detections as a potential signature of igneous activity on Mars,” Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeb9422

標籤: 天文學, 火星, esa, Alba Mons, ExoMars Trace Gas Orbiter, 氯化氫