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對於世人來說，2008年是地球上水量驟多驟少的一年。當乾旱和洪災佔據著每個人的心裡，有一些人卻將目光投向數千裡外的報導，因為鳳凰號火星著陸器在我們的姐妹星球上降落了。
在19世紀，當天文學家瞥見火星表面的運河存在痕跡時，人們對於火星的想像開始變得活躍起來。科學家們思索著這顆紅色星球上存在生命的可能性，與此同時，藝術家和幻想家們進一步地拓展了這種想法，像H.G. Wells，他在1898年的著作《世界大戰》中描繪了想像中火星人徵服地球的場景。隨著時間的推進，科學家們的發現將人們的期望逐一打破，但一些問題仍舊存在：火星是否有過生命？它的條件能否支持人類移民？這兩種情況都要依賴液態水。
圖解：幾十年來，像Echus Chasam這樣的地貌特徵始終俘獲著科學家和幻想家們的想像，火星表面的峽谷是否由火星水蝕刻出來的呢？
ESA/GETTY IMAGES NEWS/GETTY IMAGES
經歷了14次成功的火星任務後，2005年NASA成功發射火星偵察軌道器，彼時這些問題依舊盛行著。但是當科學家們將軌道器拍攝的火星高解析度3D圖像與1999年拍攝的相比較，他們發現了一些不同尋常的東西。在兩次拍攝期間，火星表面溝壑中出現了明亮的、深藏的條痕。由於山洪可以剝離土壤並在土地上留下新的沉積物，一些觀測者認為他們找到了證明火星上存在液態水的有力證據，也因此火星具有養育生命的潛力。
因為我們所認知的生命——即使是最奇異的物種——都依賴於液態水，科學家們設想液態水也是外星生命的必需品。火星有充足的水量，但大部分都是冷凍或蒸氣的形式。比如，冰覆蓋著火星兩極，隕石坑的沙丘上也分布有固體冰。
但是直到火星偵察軌道器開始圍繞火星運轉以及鳳凰號火星著陸器降落在它的表面，大多數人認為即使火星曾經有過液態水，它日後也不會有了。火星表面的大氣和溫度都使得這一想法變得不可能。火星上極度乾燥，它與太陽遙遠的距離使得它的溫度保持在22到-124華氏度（-5.5到-86.7℃之間）。
然而，火星上的液態水並不需要與地球上的相同。比如，如果液態水是強酸性的，它就會有更低的凝固點，從而在嚴寒氣候中也保持液體狀態。但火星上的液態水是從哪裡來的呢？還有能夠形成火星溝壑中條痕的其它原因嗎？請翻到下一頁。
火星偵察軌道器
圖解：高解析度成像科學實驗（HiRISE）相機拍攝的火星上溝壑圖像
NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA
當突然出現的深條痕使許多科學家興奮不已，一些人開始質疑山洪理論。對溝壑的進一步分析表明，它的形狀與高速運動的水流所形成的並不匹配。形成的指狀沉積物表明一些像細沙的顆粒狀和乾燥的東西衝擊過山谷。然而，溝壑的形狀並沒有完全推翻有液態水存在的可能性。即使溝壑是被細沙蝕刻的，潮溼的條件也可能引發山體滑坡，或者少量的水可能與泥沙混合形成泥漿。
首次引發科學家的猜測的圖像來自高解析度成像科學實驗(HiRISE)，一種能夠捕捉到微小地貌細節和地質結構的相機。它是組成火星偵察軌道器的六種設備之一，它的任務是尋找水存在的證據。科學家們希望該任務還能夠探明火星的氣候和地質特徵。但軌道器的科學有效負荷主要集中於尋找H2O上。
目前為止，讀者可能已經認識到軌道器並不是尋找零散的水窪或是科學家們在以前的火星調查中遺漏的水體。取而代之的是，軌道器的相機和光譜儀在探尋液態水留下的礦物沉積。發聲器通過雷達去尋找地下的液體積存。其它的相機監控雲和塵暴。來自火星偵察軌道器的所有信息通過X波段和Ka波段無線電波傳達到地球，並由澳大利亞坎培拉的太空網絡天線接收。
在過去，軌道太空飛行器已經在火星上觀測到兩種水合礦物：三十五億年前火星水與巖石複合形成的層狀矽酸鹽，以及三十億年前由蒸發形成的水合硫酸鹽。然而，在2008年，火星偵察軌道器發現了以水合二氧化矽（也稱蛋白石）的形式存在的新的水合礦物。這些最新發現的礦物是在水暴露於受隕石和火山活動影響的區域時形成的。這些發現在以前估算的基礎上削減了十億年，表明火星可能在至少二十億年前就已經有了液態水。
軌道器也返還了粘土礦物沉積的證據，這些礦物只能由巖層斷裂以及早期火星歷史中液態水對地貌的改變而形成，科學家認為在這顆行星遙遠的過去，流動的火星地下水形成了這些裂縫。
在過去的幾年中，火星偵察軌道器並不是紅色星球上唯一的「間諜」，當軌道器從太空觀測火星時，鳳凰號火星著陸器進入了火星的大氣層，來探查火星的地表條件。
為什麼是水？
我們常常傾向於將水和它的性質視為理所當然的，但水其實是一種不同尋常的化合物。大多數行星科學家都認同的是，液態水對於生命而言是必需的。但是為什麼呢？這種強大的溶劑能夠輕鬆溶解各種分子，使得營養物質和新陳代謝能夠循環進行。
鳳凰號火星著陸器
圖解：這位藝術家的作品描繪了鳳凰號火星著陸器在火星表面上工作的場景
IMAGE COURTESY NASA-JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA
2008年5月，火星接受了來自地球罕見的訪問。鳳凰號火星著陸器在過去從未開發的遠北端地區降落來研究火星水。這些信息能夠幫助科學家更好地判斷火星究竟能否像我們所知道的一樣支持生命繁衍。畢竟，如果出現了火星上的人工任務，可利用水的存在可能意味著太空人在星際跋涉中少了一項需要配備的事物。
著陸點是主要探測區域，由於北極區域乾旱的土壤層下有大量的固態水。鳳凰號通過它的機械臂在地表挖掘，收集土壤和固態水的樣本，然後分析其內容。這聽起來小菜一碟，但地球科學家需要花費兩天時間才能成功地部署機械臂並準備挖掘任務。
儘管著陸器肢體的每一個動作都要花費許多時間和努力，但鳳凰號成功了。它證實了土壤中存在固態水，在火星的天空中捕捉到了降雪，並發現了粘土和碳酸鹽的證據。最後一項發現是尤其值得矚目的，因為地球上的大多數的粘土和碳酸鹽僅在液態水存在的條件下形成。
著陸器還發現了有機鹽存在的證據，是一種叫高氯酸鹽的物質。一些專家認為這一發現扼殺了火星上存在生命的設想，因為這種鹽能夠快速分解有機化合物。但另一些人仍舊懷揣希望，他們指出地球上的一些細菌物種能夠分解高氯酸鹽。火星上的生物可能會與這些細菌相似嗎？
這並不是科學家在展望未來火星任務中的唯一新問題。鳳凰號還通過尖銳的溫度電導探針來檢測空氣中水蒸氣含量的波動。令人困惑的是，這些水分並沒有結合在極度乾燥的土壤中。
原計劃在火星表面上執行長達三個月的任務，NASA對任務進行了兩次更新，即使十月寒冷的氣候迫使科學家開始關閉著陸器系統，它仍然不斷將數據發送回地球。在火星上度過寒冬大多意味著著陸器會被凍結並埋藏在固態二氧化碳中，但NASA希望在溫度回暖到足以運作系統以及太陽能電池板重新收集能量時能夠重新啟動著陸器。
如果鳳凰號沒有在火星春天的灰燼中甦醒，NASA不得不再等待幾年才能在火星地表設置新的電子眼。下一次火星任務將在2013年執行發射，屆時MAVEN——火星大氣與揮發性演化太空飛行器，將前往紅色星球並通過其方式研究火星的大氣層。火星的大氣十分稀薄，暴露的水分只能以固態或者液態形式穩定存在。科學家們希望MAVEN能夠更好地揭示火星水的過去以及火星上是否存在任何形式的生命，但就目前而言，我們所知道的是火星上確實存在水，但不是以液態形式存在。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.science-徐啖鬼- SARAH DOWDEY & ROBERT LAMB
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