雷達揭秘了,在火星極地地表下,存在三片以上的水域

2020-12-05 天文在線

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歐洲宇航局的科學家們稱，火星快車軌道飛行器探測到火星南極地底存在三個以上的鹹水湖區域，這是繼2018年探測到第一片水域後的又一大發現。

火星的表面及其寒冷、乾燥、荒蕪；在哪裡，蒸汽、冰和霧貌似是水能僅存的幾個狀態 。但是火星地表下的溫度會不會稍暖呢？

2018年，歐洲宇航局的火星快車軌道飛行器探測到南極冰山地表下存在液態水。這是一大驚為天人的發現，火星紅土下有液態水很有可能意味著火星上存在著生命。

研究者稱，從火星快車軌道探測器得到的數據來看，如今已探測到三片以上的水域，它們離第一發現的湖很近，但是面積略小。

2020年9月28，經同行審批後，《自然天文學》發布了這一最新消息，以下為摘要：

火星地下和電離層探測先進雷達（MARSIS）在南極的烏爾蒂馬斷崖群層狀沉積物處發現了液態水，這再度引起人們對火星現如今條件下的液態水來源和恆定的爭論。

為了了解此地區冰川下液態水的面積到底有多大，我們擴大了研究區的雷達覆蓋範圍並得到了新的數據。在這裡，我們提出並討論了一種新的方法分析MARSIS的完整數據集，這種方法是基於信號處理程序適用於地球極地冰原來進行處理的。

我們的實驗結果進一步強化了在烏爾蒂馬發現水資源的論斷，在附近發現了潮溼的區域。我們覺得，那裡的水是超鹽性的高氯酸鹽水，它形成於火星的極地地區，並且在低於共熔溫度的地圖刻度下的地區，存在了很長時間。

火星上有地下水！這張來自火星快車的雷達地圖顯示了這顆紅色行星南極下方的4個地下湖泊——1個大的，3個小的，顯示為藍色。科學家們在2018年宣布了這個位於中央的大型湖泊。新發現的3個較小的湖泊環繞著它。圖像來自ESA/Ars Technica

羅馬大學行星科學家、論文主要合著者之一埃琳娜·佩蒂內利（Elena Pettinelli）在一份聲明中說：

我們確認了同一個水體，但在主水體周圍還發現了另外三個水體。這是一個複雜的系統。

2018年發現的這座湖大約有18英裡（30公裡）寬，而它周圍的三個新湖則更小，每個湖都有幾公裡寬。這些湖泊的總面積約為29000平方英裡（75000平方公裡），相當於德國面積的1/5。

既然這些湖泊都在地下深處，科學家們是如何發現它們的？

這四個湖泊都是由火星快車空間探測器發現的，它使用的是馬西斯雷達儀器。就像在地球上一樣，雷達可以穿透巖石和冰來顯示地表下的東西。火星快車的主要任務之一就是尋找火星上豐富的地下冰層。

科學家們長期以來一直認為，火星也可能存在地下湖泊，類似於地球上的地下冰川湖，比如南極洲的沃斯託克湖。即使溫度不夠高，其中的鹽分也能讓湖泊保持液態，像鹽水一樣。而這正是科學家們認為目前已經發現的。佩蒂內利說：

從熱量的角度來看，它必須是鹽湖。

2012年至2015年，火星快車探測器通過29次雷達觀測確定了第一個也是最大的湖泊。這項揭示四個湖泊的新研究是基於更多的雷達觀測，多達134次。

一幅由「火星快車」探測器於2018年首次探測到的冰下湖泊的雷達圖像，位於南極附近，圖片來源：ESA/ NASA/ JPL/ ASI/ Univ. Rome/ R. Orosei et al 2018.

地下湖泊位於南極冰蓋附近。圖片來源：ESA/ NASA/ Viking (context map).

科學家們現在思考的是：那裡的地下是否有足夠的溫度使湖水保持液態？這是否意味著其中存在著大量鹽分？以及湖中是否存在生命？或許這取決於含鹽量實際上有多少，在地球上，生命可以在比海水含鹽量高5倍的湖水中生存，但當湖水含鹽量達到海水的20倍時則很難存在生命。Priscu認為：這些位於地球南極的鹹水湖裡的生命並不活躍，而是像被鹽「醃製」了一樣，火星上也可能是這種情況。

作者：Paul Scott Anderson

FY：Astronomical volunteer team

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