在过去25亿年内，火星一直处于干燥寒冷的环境中，但美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家通过轨道探测器的数据发现，火星曾经出现过洪水，猜测火星上曾发生大洪水，同时引发了环境剧变，导致火星大气流失，逐渐变成如今的模样。美行星科学研究所的科学家亚历克西斯-罗德里格斯进一步研究认为，火星大洪水出现在32亿年前，通过多年来对沉积物和冰覆盖区域调查研究，推出火星洪水可能集中在北半球，并非全球性的洪水。
火星上发现海洋和河流存在的证据，在Elysium Planitia平原附近掩盖着长达数千公里的沟渠，这里是火星洪水暴发的证据。NASA喷气推进实验室和西南研究所行星科学所的科学家通过火星轨道侦查器的雷达扫描数据，发现32亿年前的大洪水集中在北半球的低洼地带。
这些沟渠的起源和规模暗示火星上的确存在水流活动，侵蚀作用比科学家此前想象的更强，洪水暴发后的深度也更深一些。洪水水源主要来自地下水，通过熔岩加热的作用释放出来。
大量的地下冰盖在某一时期被熔岩加热，最终融化了冰盖，造成火星大洪水，直至今日我们仍然可以看到曾经的原始海洋痕迹。火星北部较低的区域此前为火星海洋的位置，沉积泥沙物质的分布显示出流水冲刷的痕迹。
在最新一期自然期刊上，美行星科学研究所的科学家亚历克西斯-罗德里格斯发现流水冲刷的痕迹在峡谷的沉积物中保留下来，当熔岩活动开始后，火星表面下方开始形成地下通道，由高温熔岩流淌冲刷，融化了冰物质，冷却后形成了庞大的地下河流系统，如果我们现在钻探火星，仍然可以找到这些地下通道。
火星大规模洪水事件形成的地下通道对来人类在火星上活动是个启发，因为我们可以利用这些通道建立定居点，这里曾经是火星巨大地下水库，冰冻液态水被熔岩加热后溢出表面，导致北部低洼区域发生大面积洪水。洪水经过漫长的时间蒸发后，地下通道冷却而保留下来，马尔堤谷地下沟渠就是其中一个例子。近1000公里地下沟渠系统由熔岩结构凝固，周围还分布着一些流体冲刷过的岛屿地形等。
马尔堤谷神秘沟渠位于火星地下，火星赤道附近的埃律西姆平原附近也有年轻的火山群遗迹，美国宇航局科学家利用火星轨道勘察探测器雷达扫描后绘制出地下通道的三维分布图。埃律西姆平原未来可能作为人类的定居点，这里的地下通道有助于我们避开宇宙射线和太阳喷发事件，是一处比较合适的庇护所。
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