火星驚現(xiàn)水體信號(hào)

編譯 舒愉棉

如果這一發(fā)現(xiàn)得以確認(rèn)，該地下湖將是在火星上發(fā)現(xiàn)的首個(gè)液態(tài)水體。

數(shù)十億年前的火星比現(xiàn)在更加溫暖潮濕

近日，科學(xué)家在火星南極附近發(fā)現(xiàn)了疑似大型鹽水湖存在的痕跡，一旦得以確認(rèn)，這將會(huì)是在火星上發(fā)現(xiàn)的首個(gè)液態(tài)水體，也將成為尋找火星生命存在關(guān)鍵的重要里程碑。意大利博洛尼亞國(guó)家天體物理學(xué)研究所研究員羅伯特·奧洛塞（Roberto Orosei）在接受采訪時(shí)說(shuō)，“在這片區(qū)域，我們有可能找到火星生物存在的印跡，但我們并不確定這一區(qū)域是否適合生物棲息?！痹诘厍蛏希愃频谋潞俏⑸锓毖艿募覉@。

奧洛塞帶領(lǐng)的意大利研究小組在2018年7月25日的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的最新發(fā)現(xiàn)：他們?cè)跉W空局（ESA）發(fā)射的“火星快車(chē)”探測(cè)器收集的雷達(dá)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了地下湖可能存在的證據(jù)。

另有人稱，地下湖的發(fā)現(xiàn)引人注目，但正如火星上存在水的發(fā)現(xiàn)一樣，這些發(fā)現(xiàn)都極具爭(zhēng)議，需要有更多的支撐證據(jù)。美國(guó)宇航局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研究員杰弗瑞·普勞特（Jeffrey Plaut）就認(rèn)為現(xiàn)在的結(jié)果尚未板上釘釘，而這位行星科學(xué)家也曾使用過(guò)火星快車(chē)收集的數(shù)據(jù)來(lái)尋找水的存在。

如果地下湖的存在能夠在未來(lái)的研究中得到進(jìn)一步確認(rèn)，那么火星研究將開(kāi)辟一條全新的探索之路。當(dāng)下的研究者對(duì)冰層下的地下湖的研究主要集中在地球和木星的歐羅巴衛(wèi)星，在火星上則尚未有任何相關(guān)研究計(jì)劃，而最新發(fā)現(xiàn)極有可能打破這一狀況?！斑@開(kāi)啟了火星研究的新航線，讓人十分振奮?！盢ASA首席科學(xué)家吉姆·格林（Jim Green）如是評(píng)論。

誘人的線索

目前看來(lái)，水存在的痕跡遍布火星，形式多樣，是由數(shù)十億年前火星溫暖和潮濕的氣候所致?；鹦翘綔y(cè)器就曾在多處檢測(cè)到地下冰川等不同形式的冰的存在；航天器也曾拍攝到發(fā)生季節(jié)性改變的陡坡表面，看上去就像是液態(tài)水沿坡流淌留下的黑色印跡；NASA的好奇號(hào)探測(cè)器亦曾在火星大氣層中檢測(cè)到水蒸氣的存在。

火星南極高原上的雷達(dá)信號(hào)軌跡顯示了可能存在地下湖的地理位置

奧洛塞及其研究小組此次的研究數(shù)據(jù)來(lái)源于名為MARSIS的雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)搭建在歐空局發(fā)射于2003年的火星快車(chē)上，其工作原理是通過(guò)無(wú)線電波被地表層和亞地表層反射的雷達(dá)信號(hào)來(lái)判斷地表物質(zhì)類別（如巖石、冰和水等），而目前的研究主要集中在覆蓋于火星南極的冰和塵埃層。

然而令人困惑的是，并不是每一次觀察結(jié)果都是可重復(fù)的?；鹦强燔?chē)雖能從部分地點(diǎn)檢測(cè)到強(qiáng)反射信號(hào)，但當(dāng)探測(cè)器再次從這些地點(diǎn)上空飛過(guò)時(shí)又接收不到同樣的強(qiáng)信號(hào)。2012年，研究人員決定直接讓MARSIS將采集到的原始數(shù)據(jù)發(fā)回，而不再像以前一樣在將數(shù)據(jù)發(fā)回地球前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理?！斑@一決定改變了一切，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示強(qiáng)信號(hào)十分明顯?！眾W洛塞如是說(shuō)。

原始數(shù)據(jù)顯示，強(qiáng)信號(hào)來(lái)自長(zhǎng)20公里的火星南極高原，在排除掉諸如二氧化碳冰等可能性后，研究者得出強(qiáng)反射信號(hào)來(lái)自地下水的結(jié)論。

距地深度探索

地下湖距離火星表面大約1.5公里，至少1米深。奧洛塞表示，該湖能夠保持不結(jié)冰的狀態(tài)，那么湖水含鹽度應(yīng)該極高，濃度可能與2018年在加拿大北極發(fā)現(xiàn)的超咸地下湖相近。該湖底部的富鹽巖石溶于水可以維持湖水的液態(tài)，艾伯塔省大學(xué)冰川學(xué)家安雅·盧緹肖瑟（Anja Rutishauser）對(duì)此如是解釋?；鹦巧闲纬甥}水的主要成分可能是高氯酸鹽，2008年，NASA發(fā)射的“鳳凰”號(hào)探測(cè)器就在火星北極冰層附近的土壤中發(fā)現(xiàn)了高氯酸鹽。

過(guò)去火星上可能還曾有過(guò)許多這樣的鹽水湖，這些鹽水湖的形成可能是由火星內(nèi)部的熱量傳遞到表面所引起的兩極地區(qū)冰層融化所致。美國(guó)行星科學(xué)研究所行星科學(xué)家史蒂芬·克利福德（Stephen Clifford）就曾在1987年提出這一猜想，并在此次采訪中說(shuō)到，如果生命曾在遠(yuǎn)古地下湖泊中繁衍生息，那么最近的新發(fā)現(xiàn)則為火星上目前依舊存在生命這一觀點(diǎn)提供了支撐依據(jù)。

蒙大拿州立大學(xué)的生物地質(zhì)化學(xué)家約翰·普里斯克（John Priscu）則提出，只要湖水咸度適宜，加上已有的液態(tài)水和可以供能的合適化學(xué)物質(zhì)，火星地下湖就可能具備生命存活所需的所有元素。但要想深入地下湖展開(kāi)研究并不容易，普里斯克和他的研究團(tuán)隊(duì)就計(jì)劃在2018年下半年對(duì)南極洲冰層下的默瑟湖開(kāi)展研究，為此他們需要用大量拖車(chē)花費(fèi)數(shù)周時(shí)間將數(shù)以噸計(jì)的設(shè)備和燃料橫跨南極洲冰層拉到該湖所在的偏遠(yuǎn)地區(qū)，“這些東西目前根本沒(méi)有辦法運(yùn)到火星上去。”普里斯克說(shuō)。

但在已有的研究基礎(chǔ)上，科學(xué)家們還可以使用探測(cè)器來(lái)探索了解更多信息。格林指出，計(jì)劃2018年11月在火星赤道附近著陸的“洞察”號(hào)探測(cè)器將對(duì)距離地表5米處的區(qū)域進(jìn)行熱流監(jiān)測(cè)，研究人員可以使用這些數(shù)據(jù)來(lái)推斷南極極冠下會(huì)涌出多少熱能來(lái)融化冰層并形成更多潛在湖泊。

奧洛塞還提到，他的研究團(tuán)隊(duì)還在數(shù)據(jù)中看到了其他強(qiáng)反射點(diǎn)，但這些點(diǎn)是否也是湖泊目前尚無(wú)定論。普勞特則在采訪中指出，NASA發(fā)射的火星偵察衛(wèi)星探測(cè)器也曾探查過(guò)火星南極高原，但其搭載的雷達(dá)并未監(jiān)測(cè)到這些強(qiáng)反射上的雷達(dá)，而未來(lái)應(yīng)用該雷達(dá)及MARSIS系統(tǒng)開(kāi)展的相關(guān)研究將有助于揭示出這些強(qiáng)反射點(diǎn)的真實(shí)面貌。是液態(tài)水還是其他物質(zhì)，我們拭目以待。

資料來(lái)源 Nature