隱秘的湖泊：發現火星上的水

2020-10-10 二三裡資訊重慶

兩年前，行星科學報告在火星南極冰面下方發現了一個巨大的鹹水湖，引起了外界的興奮和一些質疑。現在，研究人員說他們不僅證實了那個湖的存在——還發現了另外三個。

以上發現發表在9月28日的《自然-天文學》[上，雷達數據來自歐洲航天局（ESA）的「火星快車號」太空飛行器。2018年，研究人員曾在同一區域探測到一個單一的地下湖——如果得到證實，那將是在火星上探測到的第一個液態水體，也是一個潛在的生命發源地。但是，當時的發現只是基於2012年至2015年開展的29次觀測，許多研究人員說他們需要更多的證據來支持前述論斷。最新的這項研究採用了更大規模的數據集，包含了2012年至2019年的134次觀測數據。

科學家們一直認為火星表面之下可能存在水。來源：Steve Lee / Jim Bell / Mike Wolff

「我們鑑定出了之前發現的水體，還在主要水體周圍發現了另外三個水體。」 Elena Pettinelli說，「它是一個複雜的系統。」Pettinelli是羅馬大學的一名行星科學家，也是這篇最新論文的作者之一。

研究團隊利用「火星快車號」搭載的火星次表層和電離層探測先進雷達（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding，MARSIS），對火星的南極區域進行了探測。MARSIS發出的無線電波在火星表層和次表層的物質層之間來回反彈。信號彈回的方式可以指示某特定位置存在的物質的種類，比如是巖石、冰還是水。類似的方法被用來鑑定地球上的地表下冰川湖。研究團隊探測到部分具有高反射率的區域，他們認為那標誌著火星冰面逾1千米以下存在液態水體。

這些湖的面積約為7.5萬平方千米——約為德國國土面積的五分之一。其中最大的中央湖寬30千米，周圍環繞著三個分別僅幾千米寬的小湖。

鹹水湖

火星大氣層稀薄，導致氣壓低，因而使火星表面無法存在液態水。但是長久以來，科學家們一直認為可能有水被困在火星次表層——也許是數十億年前火星曾經存在過的海洋和湖泊的遺留。如果確實如此，它們可能是火星生命的潛在發源地。在地球上，生命可以在南極等地的冰下湖中生存。

但是鹽含量可能構成一個問題。據認為火星上的任何地下湖都必須達到一定高鹽含量，才能讓水維持液態。雖然離地表這麼遠可能存在少量來自火星內部的熱量，但是單憑這些熱量不足以讓冰融化成水。「從熱量角度看，必須是鹹水湖。」Pettinelli說。

美國蒙大拿州立大學的環境科學家John Priscu說，湖泊含鹽量達海水5倍仍可以支持生命存在，但是如果接近20倍，生命就不復存在了。

「南極洲鹹水湖中活躍的生命並不太多，」Priscu說，「僅有的生命也像被醃過一樣缺少生氣。那裡（火星）可能也是一樣。」他的課題組研究的是冰冷環境中的微生物學。

熱議

火星湖泊本身的存在也仍有爭議。在2018年的發現公布後，研究人員提出的問題包括：缺少足夠的熱源將冰融化成水。雖然最新的這項發現印證了2018年的觀測結果，而且涉及更多的數據，但是並非所有人都相信鑑定出來的區域存在液態水。

「如果鑑定出來的高反射率物質的確是液態水，我認為它更有可能代表了某種雪泥或浮冰。」美國普渡大學的行星地質學家Mike Sori說。

美國亞利桑那大學的行星科學家Jack Holt表示，雖然他認為最新研究所呈現的數據沒問題，但是他對於數據的解讀並不確定。「我不認為存在湖泊，沒有足夠的熱流可以支持那裡存在鹹水，即使是在冰蓋下面。」他是美國宇航局火星勘測軌道器（MRO）搭載的火星淺表雷達（SHARAD）的科學小組成員。

中國的一項火星任務或將提供一個檢驗上述種種論斷的機會。「天問一號」將在2021年2月進入火星軌道，除了將在火星表面部署一個巡視器，它還攜帶了一系列科學儀器，包括可用於開展類似觀測的雷達設備。「它的能力和MARSIS以及SHARAD相當。」昆士蘭科技大學的David Flannery說。

就目前而言，令人興奮的是，這些湖泊依舊可能是火星上過去水源的遺留。「火星上可能存在大量的水，」Pettinelli說，「如果有水，就會有生命。」

來源：重慶二三裡

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