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火星能否住人氧气和水最关键,现在液态水体找到了,那么……

对于天文爱好者来说,周五的“火星大冲”是早已值得期待的日子,这时火星与地球之间的距离达到最近,是从地球上观测火星和发射火星探测器的难得机会,没想到,另一个更大的发现却突然降临——著名科学期刊《科学》抛出了火星研究的新发现——火星南极冰盖下发现了液态水体。

作者:蔡文清

火星能否住人氧气和水最关键,现在液态水体找到了,那么……

火星表面 来源:新华社

《科学》杂志称,利用卫星观察火星南极的尘土和冰层,科学家们发现了一条12英里宽的咸水带,这是一个大型且稳定的水域,类似于地球南极冰盖下面的湖泊。

这是迄今为止人们在火星上发现的最大规模的液态水,这不禁让人们有了一个大胆的猜测:在这个寒冷的咸水河中,可能有过生命的存在,甚至是它们目前依然存在。为此学者惊呼 “这可能是我们在火星上找到的首个栖息地。”

长期以来,人们一直认为火星可能有生命,特别关注火星有没有水,含水量是多少,此次发现无疑增加了火星上存在生命的期望。

根据《科学》杂志上的研究内容,最新发现的这个湖大约有20公里宽,在一个巨大的极地冰川下,位于火星表面下1.5公里处,其非常冷,里面充满了盐和其他矿物质混合物。

这个地下湖是被意大利天文学家团队首先探测到的,他们使用的是火星快车号(Mars Express)探测器,该探测器在2012年5月至2015年12月期间对这颗火星的南极极冠进行了勘测。当时,这颗探测卫星使用了搭载的雷达来扫描该区域,并发现在冰川的一个区域反馈回来的图像上有强烈的对比差异,这个差异与冰川湖的轮廓相吻合。

作为地球的邻星,火星与地球存在多项相似之处,将有可能在未来接替地球的位置成为人类的居住之所。然而移居火星仍有多项问题未能得到解决,如何获得氧气和液态水是其中最为关键的内容。

火星上的大气层十分稀薄,连二氧化碳都十分稀少,这对于地球赖以氧气生存的生命是一个极大的问题;但是有科学家称,地球生命从开始到现在,讲究的就是一个优胜劣汰,无法适应环境的生命早已消失在历史长河,如今剩存的都是拥有着极强适应能力的生命。因此尽管火星上存在的氧气十分稀少,但在远古地球第一批生命中,就是厌氧生命(不需要氧气就能生存的生命),只是后来根据地球的气体变化,地球生命才逐渐发生改变。由此可以得出,即使火星上没有氧气,拥有极强适应能力的地球生命依旧可以生存。

但水的问题如何解决,毕竟天下万物都是以水为进化演化的基础,生命从水而来,因此一直以来科学家都在锲而不舍地寻找火星上水的痕迹。

科学家认为,数十亿年前、当火星大气比如今更稠密、更温暖时,火星表面一度有过液态水流动,雕琢出的水径沟渠至今可见。但如今的火星大气压过低,因此火星表面的水均会蒸发殆尽。不过在极地冰盖和次表层积冰中,水仍能以冰的形式存留下来。2003年发射的欧空局“火星快车号”轨道探测器上搭载的“火星次表层和电离层探测先进雷达”(英文名MARSIS)对部分积冰进行了测绘。MARSIS雷达的作用机制是向下方发射射电波脉冲并接收反射,有些射电波会在地表发生反弹,有些则能向下穿透达3公里,当遇到两个差别明显的地层时便会反射回来,如冰和岩石的相接处。

在这项任务开展几年后,MARSIS任务的科学家们开始在火星南极冰盖下观察到又小又明亮的反射现象,且亮度颇高,说明冰层下方不仅是岩石、还有液态水。但研究人员对这一信号的真实性有所怀疑,因为在有些轨道路径上能观察到、有些则观察不到。

后来团队中的研究人员意识到,该探测器的计算机为减小数据流体积、会将各像素取平均值,导致部分亮度异常被抹去。

为解决这一问题,该团队在“火星快车号”探测器上安装了一枚记忆芯片,用于存储探测器飞过关键地区时、短短时间内收集的原始数据。在2012至2015年间,这一探测器从火星南极上方飞越了29次,最终证实了这些明亮反射块的存在。其中最明亮的一块位于南纬9度、冰层下方1.5公里处,直径约20公里。

光有雷达亮度还不足以证明它们是由液态水反射的。另一条线索为反射材料的电容率,即在电场中储存能量的能力。水的电容率高于岩石和冰。要想计算出电容率,就要知道由这些明亮的斑块反射回来的信号强度,但研究人员并不知道确切数值,只能估算。不过他们发现,这些板块的电容率的确比火星其它地方都要高,并且与地球上的冰下湖泊相似。

火星上真的存在液态水?事实上要解释火星南极的水从何而来并非易事。在地球的极地地区,上方冰层所受的压力使其熔点降低,再加上地热从下方进行加热,导致冰层融化、形成冰下湖泊。但火星内核缺乏活跃的地质活动,几乎不会产生地热。再加上火星重力微弱,1.5公里厚的冰层不会使熔点下降太多,不过有科学家认为,湖中所含的盐分尤其是此前在火星土壤中发现的高氯酸盐,也许可以降低冰层熔点。

水找到了,难道就表明有生物吗?这还是个疑问,事实上很多科学家并不那么乐观,因为这里的湖水的盐分实在太高了,再加上低至零下数十度的低温,此次发现的火星湖泊中存在微生物的可能性并不大。如果火星生命和地球生命类似,那么这里对它们而言就太冷、太咸了。

不过科学家也没有气馁,他们继续对其它冰层下的湖泊展开搜寻,看看这些湖泊是否联结在一起,在纬度更低、温度更高的地区,或许也能发现湖泊,而这些地区更适宜火星微生物存活。

探索还在继续,未来值得期许。

(原标题:火星上的湖泊是怎么发现的)

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