2000年6月，我们报告了火星全球探测器（Mars Global Surveyor）的火星轨道相机在火星中纬度和高纬度的斜坡上发现的非常年轻的沟槽。自那时以来，火星轨道飞行器包括火星全球探测器、火星奥德赛、火星快车和火星侦察轨道器，已经拍摄了数以万计的沟槽图像。
自2000年6月的原始报告以来，火星全球探测器的相机一直在验证一个可能性，即这些沟槽如此年轻，以至于其中一些可能仍然活跃。测试非常简单：重新拍摄相机之前看到的沟槽，并观察是否有任何变化。
在两个案例中，发生了变化。其中一个案例在这里呈现。位于南纬36.6度，西经161.8度的Terra Sirenum无名陨石坑内壁上的一处沟槽，最初于2001年12月22日被相机拍摄到（图1，左图）。在那个位置上，并没有显示出任何值得注意的变化，但附近一组沟槽出现了一块不寻常的浅色区域。
作为我们例行的重新拍摄沟槽地点的活动，这个位置于2005年4月24日再次被相机拍摄到，而在此之后，该沟槽出现了一块新的浅色沉积物（图1，右图），其余部分则与之前的相片无异。为了确认这个浅色特征确实是新出现的，而不仅仅是光照条件不同的干扰，该特征在2005年8月26日再次被相机拍摄到，当时的太阳角度和季节与2001年12月的原始图像相同。在2005年8月，这个特征仍然存在。
图1：这组图像显示了沟槽地点在2001年12月22日的样子（左图），以及变化发生后获得的两幅图像的拼接图（两幅图像分别来自2005年8月26日和2005年9月25日）。阳光从西北方向照亮每个场景（左上角）。150米的比例尺条代表164码。
图2：这是一幅覆盖整个Terra Sirenum无名陨石坑的图像拼接图，标示了浅色沟槽沉积物的位置，包括新旧的沉积物。这是相机于2005年和2006年拍摄的图像拼接而成。500米的比例尺条大约等于547码。
图3：这张图片显示了从2005年8月的另一幅图像中的一部分放大图，展示了新的浅色沟槽沉积物的细节。新的沉积物覆盖了整个沟槽底部，从沟槽从覆盖斜坡下方出现的位置，一直延伸到沟槽与陨石坑底部相交的地点。在这个坡度转折处，沟槽沉积物以五到六个不同的“手指”形式展开（这被称为“手指状”终点，类似于手指的指节）。75米的比例尺条代表82码左右的距离。
图4：为了确认新的浅色沟槽沉积物不仅仅是因为太阳在不同季节的不同高度导致的光照条件变化，火星轨道器相机团队在2005年和2006年多次对该区域进行了成像。这里展示了四个例子，分别是2005年4月、2005年8月、2006年2月和2006年4月获取的图像。 “i=” 表示太阳入射角，或者太阳在当地天空中的高度，相对于太阳直接在头顶的情况下（i=0度）。因此，入射角越高，太阳在地面上看起来越低。
这些图像显示，一种物质在2001年12月到2005年4月期间通过一个沟槽通道流下来。在流动停止后，它留下了证据 - 即浅色沉积物。这种沉积物的厚度在相机的每像素1.5米的图像中无法测量。
然而，它表现出手指状的终点，表明这种物质在大约25度的坡度上以类似流体的方式流动，然后在陨石坑壁与坑底相交的地点分散成多个小叶片，而在这个点陨石坑壁与坡度突然降低到接近零。
这种沉积物，以及Centauri Montes陨石坑中的类似沉积物，共同表明涉及的物质是低体积的混合了沉积物和具有液态水物理特性的液体的碎屑流。在这种情况下，我们推测水来自地表以下，在原始陨石坑壁覆盖物下方某处涌现，然后通过一个先前存在的沟槽通道流下来。没有形成新的沟槽，而是重新激活了一个旧的沟槽。
为了确认新的浅色沟渠沉积物并不只是由于太阳每个季节升起到不同高度而导致的光照条件改变的结果，火星轨道相机团队在2005年和2006年多次对该地点进行成像。这里展示了四个例子，分别是2005年4月、2005年8月、2006年2月和2006年4月获取的。 “i=”表示太阳入射角，即太阳在当地天空中的高度，相对于太阳正好在头顶上方的情况（i=0度）。因此，入射角越高，太阳在地面观察者眼中就越低。
这些图像显示，一种物质在2001年12月至2005年4月之间通过一个沟渠通道流下来。在流动停止后，留下了证据 - 浅色沉积物。由于该沉积物在相机的每像素1.5米的图像中非常薄，因此无法测量其厚度。
然而，它的末端呈数字状，表明物质以液体般的方式流动下来，沿着约25度的坡度向下流动，直到撞击坑壁与坑底相交的地方，坡度突然降至接近零。这种沉积物和Centauri Montes陨石坑中类似的沉积物表明，涉及的物质是低体积的碎屑流，其中包含了一种具有液体水物理性质的混合物。
在这种情况下，我们推测水从地表以下某处涌出，从原始陨坑壁覆盖的地幔下方涌出，然后通过先前存在的沟渠通道流下来。并没有形成新的沟渠，而是重新激活了一条旧的沟渠。
新的沟渠沉积物和邻近的旧沟渠的浅色颜色令人着迷。从这些图像中，我们无法确定浅色是否表明冰仍然存在于沉积物的表面和内部。事实上，冰可能不太可能存在：在火星表面的现行条件下，冰会在新的沉积物形成后不久升华或蒸发。然而，浅色物质可能是由于捕获的水冰频繁升华并从沉积物内部”呼吸”形成和重新形成的霜。或者，浅色可能是因为沉积物由比周围地表更细的颗粒（例如细的泥土）组成，或者因为沉积物的表面被矿物质覆盖，例如从物质中蒸发的盐类矿物质。
这些图像是否证明了火星上曾经存在液态水流？不能确定。然而，它们提供了第一批令人着迷的证据，表明这种情况可能发生过。尽管火星表面环境极其干燥，比地球上最干旱的沙漠还要干燥，但地下的液态水可能在本十年内从地下涌出，并在这个火星的小部分地区流动。
火星全球勘测者任务由美国国家航空航天局（NASA）的太空科学办公室负责管理，由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室（JPL）负责运营，该实验室是加利福尼亚理工学院的一个分部。洛克希德·马丁太空系统公司在丹佛开发并操作着火星全球勘测者号航天器，而马林空间科学系统公司在加利福尼亚州圣地亚哥建造并操作着火星轨道相机。
沟壑是由火星轨道相机科学家于2000年6月首次描述的，并在我们2000年6月的网络发布和发表在《科学》杂志上的一篇文章中展示了许多示例。在其他超过1600个网络发布中，还可以看到这些中纬度和高纬度地貌的其他示例。
新的沟渠沉积物位于Centauri Montes地区一个无名撞击坑内，位于南纬38.7度，西经263.3度附近。与Terra Sirenum中的新沟渠沉积物一样，这个沉积物相对于周围的地貌呈现出明亮的色调。它位于一个朝赤道面朝外的斜坡上，这个斜坡上有许多狭窄的沟渠通道。由于这个斜坡在火星全球勘测者在午后经过时总是处于阳光照射下，沟渠始终呈现出一种有点”冲刷过的”外观，就像从地球上使用望远镜观察满月上的撞击坑一样。
这个新的明亮色调的流动物质是在2005年9月10日由火星轨道器相机科学操作团队首次注意到的。对这个撞击坑的其他图像的重新检查显示，这个新的沉积物实际上已经在2004年2月21日存在，当时在其他图像中捕捉到了沉积物的远端（下坡端）。
在2004年2月，由于只有一小部分沉积物被成像，这个沉积物没有被注意到。这个位置是在1999年8月30日首次被火星轨道器相机拍摄的。那时候还没有这个沉积物。因此，这个沉积物在1999年8月30日和2004年2月21日之间形成。
这个新的沉积物在流动发生之前的表面上大约比周围地表明亮20%左右，显示出与液体水类似的运移和沉积特征，很可能同时运移了一些细粒的沉积物。流动的末端分成了几个分支，或称为”数字”，并且物质在低障碍物周围分流和流动。与Terra Sirenum中的例子一样，这个流动物质的深度在每像素1.5米（1.7码）的图像中无法测量，因此涉及的液体和沉积物的体积非常小。虽然物质可以流动并且容易分成几个分支，但它也必须足够缓慢，以避免在路径中倾覆一些低障碍物。
在火星南半球中纬度地区，有两个陨石坑在火星全球勘测者任务期间形成了新的浅色沉积物，这些沉积物形成在沟壑环境中。火星轨道相机的图像记录了其中一个位于Terra Sirenum的无名陨石坑的情况，详见附带发布的PIA09027或MOC2-1618。另一个位于Hellas盆地东部Centauri Montes地区的无名陨石坑的情况在这里描述。
图5：这张图展示了Centauri Montes地区一个未命名的撞击坑的东南壁，分别展示了1999年8月和2005年9月的情况。在1999年8月时并没有明亮色调的沉积物，但在2004年2月时出现了。300米的比例尺相当于328码。
图6：这张图片是一个着色的光色调沟槽沉积物，覆盖在 Mars Global Surveyor 的 Mars Orbiter Laser Altimeter 数据生成的地形图像上。颜色来自于 Mars Reconnaissance Orbiter 的 High Resolution Imaging Science Experiment 拍摄的火星颜色表。
图7：这多幅 Mars Global Surveyor 图像的拼接，使用从 Mars Reconnaissance Orbiter 相机颜色数据导出的表进行着色，并覆盖在 Mars Odyssey Thermal Emission Imaging System 图像的子框上。1公里的比例尺相当于0.62英里。
图8：这是一个斜角透视的视角下的光色调沟槽沉积物的着色视图，覆盖在 Mars Global Surveyor 的 Mars Orbiter Laser Altimeter 数据生成的地形图像上。颜色来自于 Mars Reconnaissance Orbiter 相机拍摄的火星颜色表。
这种新的光色调流动本身并不能证明液态水参与了其形成。然而，这一观察结果以及 Terra Sirenum 中类似的光色调沟槽流动一起表明，一些沟槽地点正在发生变化，这为火星地下可能存在液态水的来源提供了令人瞩目的证据。在这两种情况下，这些新的流动可能指示了含水饱和的岩石层（地下含有水的岩石层），这些层可以通过轨道上的地面穿透雷达系统（如火星快车号的火星高级雷达用于地下和电离层探测，或者火星勘察轨道器的火星浅层地下雷达）来检测。
火星全球勘测者任务由美国国家航空航天局（NASA）位于华盛顿的航天科学办公室管理，由位于加州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）负责运营，该实验室是加州理工学院（California Institute of Technology）的一个部门。洛克希德·马丁航天系统公司（Lockheed Martin Space Systems）位于丹佛，负责开发和运营航天器。马林空间科学系统公司（Malin Space Science Systems）位于加州圣地亚哥，负责建造和运营火星轨道相机。
自从火星全球勘测者的火星轨道相机（Mars Orbiter Camera）于2000年6月首次报告火星沟槽以来，火星沟槽一直是火星科学界的一个谜团：是什么流体负责了形成这些沟槽的侵蚀作用，它从哪里来？从地质学的角度来看，这些沟槽似乎非常年轻（数百万年甚至更短的时间），然而现代的火星地表却极度干燥，当温度足够高时，水冰会直接从固态转为气态。
自2000年6月以来，许多假设在科学会议、科学期刊和其他地方进行了讨论。最初的假设认为，火星沟槽的流体是液态水（无论是纯净的、咸的、酸性的等等），它通过地下水流与斜坡相交的地方涌现到地表。这些斜坡包括撞击坑壁、河谷壁、山丘、大块和撞击坑中央峰。随后的研究者探讨了另一种可能性，即源头并非液态地下水，而是地下冰，根据某些气候条件，地下冰会融化形成液态径流。还有一些人指出，覆盖在一部分沟槽斜坡上的厚厚覆盖层，可能是古老的、被尘土覆盖的雪或冰层，可能在基部融化形成液态水径流。水并不是唯一被考虑的流体，二氧化碳在一些压力和温度下也可以是流体。流动态的二氧化碳也被提出作为可能的流体化剂。甚至干燥的、未固结的颗粒材料的质量运动，或者滑坡，也可以表现出一些类似流体的行为。这些质量运动被考虑作为解释沟槽形成的一种可能性。
沟槽主要通过侵蚀形成，但也显示出沿通道沉积的特征，例如堤坝和弯曲，以及由数十到数百个单独的流动叶状体组成的终端沉积扇，这些特征支持了涉及液态水作用的假设的普遍接受。
在整个火星全球调查者任务期间，火星轨道相机团队一直在每一次机会都对沟槽进行成像，寻找新的沟槽，对之前已经确定的沟槽进行高分辨率成像，并监测可能发生的变化。在这次广泛的调查中，得出了许多沟槽与其周围其他地貌之间的地质联系的例子。这为液态水从地下产生，无论是地下水还是火星地下冰融化，负责形成这些沟槽的假设提供了支持。这里展示了三个最好的例子。
上图展示了一对从Dao Vallis北壁的小悬崖下涌现出来的沟槽通道，它们几乎在其全部宽度上完全形成。这些悬崖可能是由硬岩层的存在所引起的。液态水，很可能是水，通过这些较硬、更抗侵蚀的岩层下面的渗透性层逐渐渗入。箭头指向其中一个邻近沟槽涌现的地点。这是一幅于2006年1月10日获得的图像的子帧，位于南纬34.2度，西经268.1度附近。150米的比例尺约为164码宽。
上图展示了一条形成在一座穿过马型脊的陨石坑壁上的沟槽。这里的“mare”一词来源于地球月球的黑色火山平原，例如阿波罗11号宇航员于1969年登陆的”安宁之海”。从上方看，月球的月海（”maria”是”mare”的复数形式）有许多”皱褶”脊。这些脊是逆断层的地表表现。在这张图片中显示的马型脊因此是断层活动的产物，因为图片左侧（西侧）的岩石向东侧（右侧）推挤。在这个特定的火星沟槽中，最重要的是它位于30度南纬以赤道为界的地带，这是非常不寻常的。这个陨石坑中唯一的沟槽就是与断层相关的那一条。它本质上是一个泉眼的地点，现在可能已经干涸。这张图片是于2005年1月17日获得的位于南纬29.1度，西经207.5度附近的图像的子帧。
上图展示了一座较大陨石坑边缘上的一座小陨石坑。图像只捕捉到了较大陨石坑壁的一小部分。在这个小陨石坑的下方出现了一组沟槽。这些沟槽的存在也支持地下水假说，因为陨石撞击会使形成陨石坑的岩石产生裂缝。在这种情况下，最初由形成较大陨石坑的大型撞击造成的一组地下裂缝。然后，当形成小陨石坑时，它会在附近形成额外的裂缝。这些额外的裂缝将为地下水提供通道，使其从较大陨石坑的壁上涌现，从而形成观察到的沟槽。有人可能会猜测，这组沟槽是由形成小陨石坑的撞击引起的，因为撞击过程中产生了热和岩石破裂。然而，这组沟槽比小陨石坑要年轻得多；小陨石坑的喷射物大部分已经被侵蚀或掩埋，陨石坑也被部分填满，而这组沟槽则显得锐利、鲜明和新鲜。这是位于南纬33.9度，西经160度附近的一张图片的一部分，于2006年3月31日获得。
火星全球勘测者任务由美国国家航空航天局（NASA）位于华盛顿的航天科学办公室管理，由位于加州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）负责运营，该实验室是加州理工学院（California Institute of Technology）的一个部门。洛克希德·马丁航天系统公司（Lockheed Martin Space Systems）位于丹佛，负责开发和运营航天器。马林空间科学系统公司（Malin Space Science Systems）位于加州圣地亚哥，负责建造和运营火星轨道相机。
