水在火星上。35亿年前火星上日出的梅拉斯峡谷(Melas Chasma canyon)的一幅电脑图像。火星现在是一个沙漠世界,但今天在火星上看到的侵蚀特征表明曾经有水在那里流动。由于火星稀薄的大气层和微弱的重力,水流失了。梅拉斯峡谷是水手谷(Valles Marineris)的一部分,水手谷是火星地壳上一个巨大的裂缝,宽数百公里,长数千公里。这幅作品的地形是用Terragen软件绘制的,使用的数据来自火星全球探测器上的激光高度计。

我们是如何在火星上发现液态水的

在抵达这颗红色星球近15年后,欧洲航天局的火星快车任务有了突破性的发现。

7月底,欧洲航天局(ESA)的科学家宣布了一项可能是2018年迄今为止最重大的科学突破之一:火星上有液态水.在火星南极地区的冰川下发现了一个水下湖泊,这是由欧洲航天局火星快车号探测器上的MARSIS(火星高级地下和电离层雷达探测)仪器发现的。该探测器自2003年12月以来一直环绕火星运行。

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而表面火星由于温度太低,水不可能以液态形式存在,两极覆盖的冰厚可达2公里,就像一个冰屋,将火星内核中放射性元素衰变所释放的少量热量困住。如果所讨论的水也像人们认为的那样是高盐的,那么它就可能以液态形式存在,因为盐水的冰点较低。

火星有重力吗?

“火星快车”项目科学家德米特里·蒂托夫从最早的时候就参与了这项任务,他对这一发现持乐观态度。“MARSIS告诉了我们许多其他有趣的事情,”他说。“它对整个星球的地下探测揭示了地表以下的许多层,它的雷达在探测电离层(上层大气)方面也非常有效,所以这是一个非常多学科的工作。但这项任务的主要目标之一,就像遥远地平线上的火炬一样,总是为了发现水。”

由于岩石的侵蚀模式和水合物质的存在,科学家们很早就知道,在遥远的过去,火星表面有水。10年前,美国宇航局的凤凰号着陆器就证实了水冰的存在,但这是首次在那里发现液态水。

MARSIS仪器发出的雷达信号可以用来构建这颗红色星球内部的图像。这里,最亮的区域表明水的存在©ESA
MARSIS仪器发出的雷达信号可以用来构建这颗红色星球内部的图像。这里,最亮的区域表明水的存在©ESA

这一发现得益于对MARSIS的固件升级,它不再以标准分辨率研究整个行星表面,而是从特定区域发回高分辨率数据。为了做到这一点,团队不得不绕过一些机载数据处理,正如Titov解释的那样,“这是在机载上进行某种平均和计算。”但现在他们说不,让我们下载所有的数据,在地面上做所有的处理。”

火星上有生命吗?

MARSIS发现的水下湖泊在许多方面与Vostok湖相似,Vostok湖是在1973年发现的,位于地球上南极冰层下4公里处。考虑到人们普遍认为沃斯托克湖存在未知的微生物,MARSIS的发现说明了在火星上发现生命的前景吗?

蒂托夫说:“我认为,是的,现在我们有可能在火星上发现生命。”“原因很简单,因为水是主要成分之一。同样重要的是,这些水隐藏在1.5到2千米的冰层下,保护它免受太阳强烈的紫外线辐射。但要到达那里并在冰层上钻孔是一个巨大的挑战,所以还需要一些时间,可能是几十年,我们才能确定。”

与此同时,MARSIS仪器将继续寻找更多的地下水袋。但仅仅发现了一个,显然让Titov和他的团队非常高兴。

他告诉我们:“对我们来说,这一发现表明,尽管这项任务现在已经相当古老,尽管那里有新的任务,但它仍然有可能获得新的发现,收集新的数据。”“所以这对火星快车团队来说是非常好的消息。”

美国宇航局的火星洞察号探测器将于今年晚些时候抵达这颗红色星球,它将告诉我们更多关于这颗星球内部的信息©NASA
美国宇航局的火星洞察号探测器将于今年晚些时候抵达这颗红色星球,它将告诉我们更多关于这颗星球内部的信息©NASA

能说“我早告诉过你了”的人

火星快车号的发现一定会让行星科学研究所的西蒙·克利福德笑起来,因为他早在1987年就预测了这样的湖泊的存在

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“早在80年代,我们就知道地球极地冰盖下存在液态水,”他告诉BBC焦点频道。“在火星上,我们知道表面温度,我们知道极地帽的厚度,我们知道火星,像地球一样,会产生内部热量。所以这只是一个把所有这些元素放在一起的例子。当然,30年前,人们还不习惯认为火星是一颗富含水的行星,所以这个想法一开始受到了一些阻力。但多亏了MARSIS,我们现在有了

这是来自第326期的摘录BBC重点杂志。

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