有水不一定有生命，但也大大增加了火星上有生命的可能性，做為生命的必要和前提條件，發(fā)現(xiàn)這樣多的液態(tài)水，對于未來人類殖民火星將具有非常大的意義！做為人類的太空探索先鋒，美國宇航局不是正計劃著登陸火星嗎？國際天文學(xué)家于本周三宣布在火星上首次發(fā)現(xiàn)了一個巨大的地下湖泊，這個發(fā)現(xiàn)增加了火星上存在更多水甚至生命的可能性。意大利研究人員在《科學(xué)》(Science)上發(fā)表報告表明：這個位于火星冰層下的湖大約有12英里(20公里)寬。是這顆紅色星球上發(fā)現(xiàn)的最大液態(tài)水體。合著者恩里科·弗拉米尼(Enrico Flamini)是意大利宇航局火星快車(Mars Express)的任務(wù)經(jīng)理，在新聞發(fā)布會上說：水是存在的。
火星發(fā)現(xiàn)液態(tài)水湖
博科園-科學(xué)科普：火星現(xiàn)在寒冷、貧瘠、干燥，但曾經(jīng)溫暖而潮濕，至少在36億年前，這里是大量液態(tài)水和湖泊的家園?？茖W(xué)家們渴望找到現(xiàn)代水的跡象，因為這些發(fā)現(xiàn)對于解開火星上是否存在生命的謎團至關(guān)重要。澳大利亞斯溫伯恩大學(xué)(Swinburne University)副教授阿蘭達(dá)菲(Alan Duffy)也表示：這一驚人的結(jié)果表明，火星上的水并非像以前發(fā)現(xiàn)那樣是一股暫時的涓涓細(xì)流，而是一股持續(xù)存在的水，為長時間的生命提供了條件。能夠獲得水源也可以幫助人類在未來的任務(wù)中生存到地球的鄰近星球。然而，這個特殊的湖既不能游泳也不能飲用，它位于冰層下一英里(1.5公里)深的寒冷環(huán)境中。
（圖一）火星快車探測器探索火星南半球的藝術(shù)概念圖，使用THEMIS IR圖像突出顯示研究區(qū)域，地下回波功率是顏色編碼，深藍(lán)對應(yīng)最強的反射，被解釋為是由于存在水。圖片：USGS Astrogeology Science Center, Arizona State University, ESA, INAF.
微生物的生命形式是否存在于內(nèi)部是一個爭論問題。一些專家對這種可能性表示懷疑，因為這個湖很冷、很咸，而且與大量溶解的火星鹽和礦物質(zhì)混合在一起。溫度很可能低于純水的冰點，但由于鎂、鈣和鈉的存在，可以保持液體狀態(tài)。澳大利亞天文臺的弗雷德·沃森說：這是一項意義非凡的發(fā)現(xiàn)，肯定會引起人們對這顆紅色星球上存在生物的猜測。不過，需要謹(jǐn)慎行事，因為保持液態(tài)水所需的鹽分濃度可能會對任何與地球類似的微生物產(chǎn)生致命影響。
在2003年發(fā)射的歐洲航天局的火星快車軌道飛行器上使用一種雷達(dá)儀器進行。該工具被稱為火星地表下和電離層探測高級雷達(dá)(MARSIS)，設(shè)計目的是通過發(fā)送穿透地表和冰蓋的雷達(dá)脈沖來發(fā)現(xiàn)地表下水。MARSIS然后測量無線電波如何傳播和反射回航天器。這些反射“為科學(xué)家提供了關(guān)于地表下的信息。
意大利博洛尼亞的納茲尼奧尼亞天體物理研究所的羅伯托·奧羅塞帶領(lǐng)一個研究小組，從2012年5月到2015年12月，對位于火星南部冰蓋的一個名為“南極光”(Planum Australe)地區(qū)進行了研究?？偣灿?9組雷達(dá)采樣顯示，“相關(guān)雷達(dá)信號發(fā)生了非常劇烈的變化”，這使得科學(xué)家能夠繪制湖的輪廓。這一地區(qū)的雷達(dá)剖面與在南極和格陵蘭冰蓋下發(fā)現(xiàn)液態(tài)水湖泊相似，這表明在火星的這個位置有一個亞冰湖。目前還不具體知道到底有多深，但可能有3英尺(1米)深。
研究還需要確認(rèn)
（圖二）火星快車探測器探測火星南半球的藝術(shù)效果，疊加在火星南極層狀沉積物的雷達(dá)橫截面上。雷達(dá)橫截面已經(jīng)傾斜90°。最左邊的白線是地面雷達(dá)回波，而基底面雷達(dá)回波上的淡藍(lán)色斑點突出了反射率非常高的區(qū)域，解釋為水存在造成。圖片：ESA, INAF. Graphic rendering by Davide Coero Borga – Media INAF
德克薩斯西南研究院空間研究部的資深科學(xué)家大衛(wèi)·斯蒂爾曼說：這是發(fā)現(xiàn)的第一個水體，所以非常令人興奮。然而另一個航天器或其他儀器需要能夠證實這一發(fā)現(xiàn)。在2005年發(fā)射的“火星勘測軌道飛行器”上，由意大利空間機構(gòu)SHARAD制造的一種更高頻率的雷達(dá)儀器已經(jīng)無法探測到地下水面。很奇怪，沙拉德不能證實這個發(fā)現(xiàn)，SHARAD不能穿透這里的冰，沒有人知道為什么它不能。這表明這里發(fā)生了一些奇怪的事情，因此對這個發(fā)現(xiàn)表示懷疑。但研究人員對未來發(fā)現(xiàn)的可能性感到興奮，因為如果在火星的南極能發(fā)現(xiàn)液態(tài)水，那么它可能也在其他地方。這個地點沒有什么特別的地方，除了火星快車上的MARSIS雷達(dá)對這個區(qū)域最敏感，這意味著在整個火星地下都可能有類似的水沉積。
用雷達(dá)在火星尋找冰跡象
尋找火星上冰跡象是很復(fù)雜的，為了探索火星表面下是否潛藏著冰，歐洲航天局的“火星快車”(Mars Express)用雷達(dá)探測火星內(nèi)部。它向火星發(fā)送低頻無線電脈沖，并記錄它們?nèi)绾畏祷氐胶教炱?。這些脈沖可以穿透構(gòu)成地球外殼的一些物質(zhì)，當(dāng)它們到達(dá)不同密度或成分的層時反射回火星。通過分析這些返回脈沖的時間延遲，科學(xué)家可以確定地表下物質(zhì)的性質(zhì)。這張照片顯示了來自梅里迪亞尼平原的雷達(dá)回波，這是火星赤道附近的一個區(qū)域，美國宇航局的“機遇號”探測器也在探索這個區(qū)域。在這幅圖像中，來自地表和地下的反射回波，在延時的情況下被分離出來，沿著航天器軌道的地面軌道繪制出來。穿過框架的明亮白線標(biāo)志著火星表面，下面模糊，更漫射的線代表了一層埋藏在火星表面下物質(zhì)的基礎(chǔ)回聲。
這張照片顯示了來自梅里迪亞尼平原的雷達(dá)回波，這是火星赤道附近的一個區(qū)域。圖片：ESA / Mars Express / NASA / JPL / KU / Smithsonian
子午線的表面布滿了火山砂，已知的含有在地球遙遠(yuǎn)的過去存在的水形成的礦物質(zhì)。在此之前，還不清楚地表下有什么物質(zhì)，但火星快車(Mars Express)雷達(dá)現(xiàn)在已經(jīng)穿透了這些沉積物，并發(fā)現(xiàn)它們與冰具有類似的性質(zhì)。然而，最近的一項研究卻提出了一種不含冰的解釋，表明這些雷達(dá)屬性很容易被一層厚厚的多孔沙子解釋——也許是風(fēng)吹到該地區(qū)。
不同于其他地質(zhì)材料，如火山灰或非常細(xì)的塵埃，一層厚厚的沙粒大小的粒子可能在雷達(dá)上產(chǎn)生類似于富冰礦床的性質(zhì)。這些回聲被認(rèn)為是位于地表以下的子午線沉積物的邊界反射，而坑洼的地形更深層。這些結(jié)果凸顯了尋找地下冰的困難，并將幫助科學(xué)家們確定有無可及的水冰的地區(qū)：對未來人類探索和可能的火星殖民至關(guān)重要的資源。
博科園-科學(xué)科普｜參考/信息/來源：歐洲航天局（ESA），AFP， Science (2018). DOI: 10.1126/science.aau1829
