火星为什么会有液态水 水中会否有生命

澎湃新闻
2018-07-26

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澎湃新闻2018-07-26

北京时间7月25日晚间,由意大利科学家Roberto Orosei领衔的欧空局团队宣布在火星南极的冰盖下发现了一个宽20公里的地下大湖。这是人类首次确定火星上存在液态水。


火星南极的地下湖

尽管这个地下湖又冷又咸,是滩“卤水”,很难有火星文明存在,但相信有了这个例子,科学家们会继续热情高涨地在火星上寻找宜居水系。

毕竟,在未来数年,火星将迎来中、美、印、欧的多个登陆探测器。而“硅谷钢铁侠”马斯克的2030年火星殖民计划,更是这一波“火星热”推向高潮。


雷达探得的地下水

人类先后向荧惑之星派出过20多名使者,至今仍有6颗卫星在轨工作,2辆火星车在地游走,一个探测器还在飞行途中。这60多年间,为什么确认火星之水这么困难?

火星之冰

水的痕迹其实写满了整颗红色星球。疑似被水流冲刷而成的河谷、三角洲、湖床等等,都暗示着火星曾经拥有大量流动水,甚至是一片浩瀚的海洋。那时,火星的大气层可能更稠密,温度更高。

数十亿年间,红色星球的气候环境经历了沧海桑田的变迁。如今,火星的大气层稀薄,气压只有地球标准大气压的0.6%;另一方面,火星地表平均温度低至零下63摄氏度。

正因如此,科学家们此前在火星上只发现过固态冰。

2002年,美国国家航空航天局(NASA)的“奥赛德”号飞行器看到火星两极覆盖着干冰和水冰混合而成的巨大冰冠。


火星两极覆盖着巨大冰冠

2006年,NASA的火星勘测飞行器(MRO)携带的“浅层雷达”设备探测到火星埋藏着大量地下冰。

通过对MRO传回的图像十多年来的跟踪,今年年初,美国的一个联合团队找到了8处蓝色的“深井冰”。这些厚达百米的地下冰埋在远离极地的火星中纬度地区,距离地表仅有1到2米。


火星地下冰

这意味着,火星的地下冰储备可能是全球性的。

老兵不死

那么,火星可能存在地下水吗?科学家们早就猜想:有也大概率是在极地的冰盖下。根据地球上的经验,在冰川的压强下,冰的熔点会降低;另一方面,火星上盐分的存在也会降低冰的熔点。在双重因素下,寒冷的冰川也可能藏有流动的液态水。

不过,在这次欧空局的“火星快车”号用携带的火星先进地下和电离层探测雷达(MARSIS)破案之前,火星之水始终是个猜想。

说起来,“火星快车”号可是个2003年就发射的老兵了,也是欧空局的首个火星探测计划。天上的卫星勤勤恳恳转了15年,地上的科学家们也15年如一日地执着用新技术不断获得更高分辨率的数据。


欧空局2003年发射的“火星快车”号

MARSIS雷达的工作方式,就是发射电磁波,并接受反射回来的波。雷达会分析波反射回来的时间和强度,由此推断出接触到了怎样的材料。通过卫星的飞行,雷达持续描绘出火星的地下结构。


MARSIS雷达绘出的火星南极分层结构

雷达扫描了火星南极共计200公里宽的区域,找到了厚度约有1.5公里的冰层,其中有一片20公里宽的异常明亮的反射体。在排除了许多可能性后,科学家们确认这个明亮反射体是液态水与冰川的交接界面,可能混有饱和的含盐泥沙沉积物。

湖中“卤水”

当然,正如前文所说,这个地下大湖没有结冰,一定含有大量的盐分。用中国科学院国家天文台研究员郑永春的话说:“零下74度都不会结冰的水,该是多么浓的卤水啊。”要知道,海水在零下2度时就会结冰。

在这样高浓度的盐分中,可能有生命不被“卤熟”吗?我们只能说希望不大,但也无法揣测宇宙的神秘。


火星南极永久冰盖和明亮反射体

好消息是,科学家们打算在纬度更低、温度更高的区域寻找更多火星地下水:那里更有可能提供微生物的生存条件。

这个意大利团队不是没想过这么做,但“火星快车”号的采样频率和分辨率都实在太低了。欧空局计划在2020年发射的ExoMars火星车,会继续借助更先进的雷达设备在火星极地之外寻找波光水影。ExoMars的先导探测器“斯基亚帕雷利”号在2016年10月着陆火星的前一秒不幸失联,这次,我们要祝欧空局更加好运了。

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