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火星南极冰下多个高盐水体获确认

2020 / 09 / 30西子客
Tags 火星

在火星如今的气候条件下,液态水的起源和稳定性一直是人们争论的焦点。而据英国《自然·天文学》杂志28日发表的一篇行星科学论文,欧洲科学家团队于火星南极下探测到多个大小不一的冰下水体,研究结果表明,火星南极下方散布着一片片因高盐浓度而保持液态的湿地区。

已知地球南极存在冰下湖。而既往研究中,欧洲空间局火星快车空间探测器(Mars Express)上搭载的火星先进表面及电离层探测雷达(MARSIS),曾发现火星南极地区下方也存在着一个类似水体。

冰下湖的存在对于天体生物学以及判断火星上是否存在宜居生态位或具有重要意义。但对于这一水体的液体性质和组成,一直以来都存在较大争议。因为尽管火星的地质记录不完整,现有数据仍表明其在整个历史中都发生了巨大变化——在火星经历的气候变暖和潮湿的条件下,火星南部冰原的局部基底可能融化;而现在火星极低的地表温度又不太能保存住液态水,冬季时两极地区温度可达-143℃。

此次,意大利罗马第三大学研究人员艾伦纳·派汀纳里及其同事,借助地球卫星采用的探测南极冰下湖的技术,分析了该火星水体周围一块250×300平方千米的广袤面积的MARSIS探测雷达数据。MARSIS雷达于2003年在火星快车上发射,并于2005年夏天开始收集数据,由于一度都没有明显证据表明火星极地以下存在基础液态水,也引发了关于今天火星极地地区液态水稳定性的科学辩论。但这一次,研究团队终于确定了此前发现的冰下湖的液体性质,还根据干物质条带从主要水体中区分出了另外一些较小的水体。

研究团队认为,这些水体都是高盐溶液,即盐溶解在水中形成高浓度的盐水,这或许解释了为何这些水体能在火星南极底部的寒冷环境中依然保持液态。

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两年前,行星科学家在火星南极的冰层下发现了一个大型地下盐湖。

9月28日,研究人员在《自然—天文》报告称,他们已经确认了上述地下盐湖的存在,并且还发现了另外3个盐湖。

如果2018年的发现得到证实,这将是首次在这颗红色星球上发现液态水,这里也可能是火星生命的栖息地。

由于当时该发现仅基于2012年至2015年的29次观察数据,许多研究人员表示,他们需要更多证据来支持这一说法。

而最新的研究使用了更广泛的数据集,涵盖了2012年至2019年期间的134次雷达观测数据。

文章作者之一、意大利罗马大学行星科学家Elena Pettinelli说:“我们发现了同样的水体,也在主水体周围发现了其他3个水体。”

研究人员使用欧洲航天局“火星快车”号空间探测器上的一种雷达设备——地下和电离层探测雷达仪(MARSIS),探测了火星的南部极地地区。

研究小组探测到一些高反射率的区域,这表明在超过1千米的火星冰层下有液态水的存在。

这些地下盐湖分布在75000平方千米范围内,大约是德国国土面积的1/5,最大的中央湖直径30千米,被3个较小的盐湖环绕,每个湖大小不一,但都有几千米宽。

长期以来,科学家认为,火星地下可能存在水,这是数十亿年前火星曾有海洋和湖泊时遗留下来的。

如果存在这样的水库,那么它们可能是火星生命的潜在栖息地。

但科学家认为,火星地下湖泊必须有相当高的含盐量,才能使水保持液态。

美国蒙大拿州立大学环境科学家John Priscu表示,含盐量约为海水5倍的湖泊可以支持生命,但当盐度接近20倍时,生命就不复存在了。

“南极洲的盐水池中就没有多少活跃的生命体。”Priscu说。

火星湖泊本身是否存在,也仍有争议。

尽管最新的发现支持了2018年的观测结果,并且包含了更多的数据,但并不是每个人都相信这些区域是液态水。

美国普渡大学西拉法叶分校行星地球物理学家Mike Sori说:“如果明亮的物质真的是液态水,我认为它更有可能代表某种泥浆或污泥。”

中国的火星探测计划可能会提供一种验证这些说法的方法。

“天问一号”将于2021年2月进入轨道,除了在火星表面进行巡视探测,轨道飞行器还将携带一套科学仪器,包括可以用来进行类似观察的雷达设备。