本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
很久以前，似乎火星曾擁有海洋。但是，這些地表水體的確切外觀、大小和分佈仍然是激烈爭論的問題。大多數證據指向遙遠的過去，大約40億年前，那時火星可能擁有海洋環境。從那時起，這顆紅色星球可能大部分時間都寒冷而乾旱，只有偶爾的氣候條件變化。
對於許多地球科學家來說，關於那些古老水體的最令人信服的證據來自古代海岸線的地形和礦物學跡象。這些所謂的“接觸面”被視為地質邊界，尤其是在火星北部平原。它們綿延數千公里，與過去的海洋盆地有關，這些盆地擁有相當浪漫的名字，如阿拉伯和氘尼魯斯，但掩蓋了它們目前的消亡狀態。
但是，這些彎曲的接觸線並非沒有爭議。首先，它們似乎不太符合所謂的等勢面。這是一個由區域性重力加速度定義的假想表面——這是確定海洋如何在岩石行星崎嶇地形中穩定下來的可靠方法。但是在自轉行星上，離心加速度抵消了重力加速度，因此等勢面在很大程度上取決於行星的自轉軸相對於其地理特徵的位置。移動自轉軸，您也會移動赤道，行星自轉傾向於將所有東西向外膨脹。
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當有大量液態水時，情況會變得更加複雜。一個巨大的海洋會載入行星地殼並改變世界上的質量分佈。加上地球物理構造（如大型火山隆起），一顆行星就像一個旋轉的陀螺，會隨著其表面質量的移動而擺動。在火星上，似乎很可能發生了相當數量的真極移 (TPW)。TPW 意味著自轉極點相對於地理位置發生了實際移動。在早期火星上，可能發生了高達 30-60 度的 TPW。這就像地球上的地理北極從北極移動到遠至埃及開羅一樣。由此產生的離心加速度變化將改變海岸線穩定下來的位置。
但是，正如 Citron、Manga 和 Hemingway 在《自然》雜誌上發表的新論文所解釋的那樣，在火星上，這引發了一些問題。火星上最大、最糟糕的火山特徵之一是 塔爾西斯火山省——一個巨大的高原，包含太陽系中一些最大的盾狀火山。當塔爾西斯地區開始形成時，大約在 37 億年前，後形成的海洋有可能驅動所需的 TPW 來解釋其海岸線位置。但是，要使這一切都奏效，塔爾西斯必須遠離赤道，而其他證據表明它非常靠近赤道；其巨大的體積實際上會阻止任何後來因新海洋而引起的 TPW。
作者提出了一個解決方案：讓一些海洋在早期形成，即 40 億年前，在塔爾西斯之前。然後，當火山構造像一堆討厭的青春痘一樣擠到火星表面時，它會改變地形並引起其自身的 TPW。結果將是一組更有意義的海岸線。較古老的海洋（如阿拉伯）將不太異常，而較晚的海洋（如大約 36 億年前的氘尼魯斯）仍將適應塔爾西斯後的景觀。
這個時間安排也意味著早期火星上海洋的大小和演化可能與巨大的火山事件密切相關——要麼減少水量，要麼可能隨著噴出物質的凝結而增加水量。
換句話說，火星上的海岸線可能正在為我們提供關於這些古代海洋何時形成和存在的關鍵見解。如果該資訊能夠得到關於年齡和地球物理事件的其他資料的支援，它將幫助我們構建更完整的關於四十億年前火星環境的圖景。那時，生命有可能首次在太陽系中出現。