火星南極冰層下發現多個鹽湖

2020-09-30 科學網

作者：辛雨

長期以來，科學家一直認為火星地下可能存在水。圖片來源：美國科羅拉多大學/康奈爾大學/美國宇航局

兩年前，行星科學家在火星南極的冰層下發現了一個大型地下鹽湖，這一發現讓人們感到興奮的同時，也引起了大家的懷疑。

9月28日，研究人員在《自然—天文》報告稱，他們已經確認了上述地下鹽湖的存在，並且還發現了另外三個鹽湖。

研究人員基於歐洲航天局「火星快車」號空間探測器的雷達數據，在同一地區探測到了2018年所發現的地下鹽湖。如果2018年的發現得到證實，這將是在這顆紅色星球上發現的第一個液態水，也可能是火星生命的棲息地。由於當時該發現僅基於2012年至2015年的29次觀察數據，許多研究人員表示，他們需要更多證據來支持這一說法。而最新的研究使用了更廣泛的數據集，涵蓋了2012年至2019年期間的134次雷達觀測數據。

文章作者之一、義大利羅馬大學行星科學家Elena Pettinelli說：「我們發現了同樣的水體，但我們也在主水體周圍發現了其他三個水體。這是一個複雜的系統。」

研究小組使用了「火星快車」上的一種雷達設備——地下和電離層探測雷達儀（MARSIS），來探測火星的南部極地地區。MARSIS發射的無線電波會從行星表面和地下的物質層反射回來。信號被反射回來的方式表明了某一特定地點存在的物質類型，例如巖石、冰或水。研究小組探測到一些高反射率的區域，這表明在超過1km的火星冰層下有液態水的存在。

這些地下鹽湖分布在75000km2範圍內，大約是德國國土面積的1/5，最大的中央湖直徑30km，被3個較小的鹽湖環繞，每個湖大小不一，但都有幾千米寬。

在火星表面，由於缺少堅實的大氣層而造成的低壓使得液態水不可能存在。長期以來，科學家一直認為，火星地下可能存在水，這可能是數十億年前火星曾有海洋和湖泊時遺留下來的。如果存在這樣的水庫，那麼它們可能是火星生命的潛在棲息地。在地球上，生命能夠在南極等地的冰下湖泊中生存。

但是鹽的含量可能會帶來問題。科學家認為，火星上的任何地下湖泊都必須有相當高的含鹽量，才能使水保持液態。儘管在火星地下深處可能會有來自火星內部的少量熱量，但僅僅這些熱量並不足以將冰融化為水。「從熱的角度來看，它必須是鹹的。」Pettinelli說。

美國蒙大拿州立大學環境科學家John Prisc表示，含鹽量約為海水5倍的湖泊可以支持生命，但當鹽度接近20倍時，生命就不再存在了。

「南極洲的鹽水池中沒有多少活躍的生命體。」Priscu說，「它們只是鹽漬的，在火星上可能就是這樣。」

火星湖泊本身是否存在，也仍有爭議。2018年發現鹽湖之後，研究人員提出了一些擔憂，如缺乏足夠的熱源將冰轉化為水。儘管最新的發現支持了2018年的觀測結果，並且包含了更多的數據，但並不是每個人都相信這些區域是液態水。

美國普渡大學西拉法葉分校行星地球物理學家Mike Sori說：「如果明亮的物質真的是液水，我認為它更有可能代表某種泥漿或汙泥。」

美國亞利桑那大學行星科學家、美國宇航局火星淺層雷達探測器（SHARAD）科學小組成員Jack Holt表示，雖然他認為最新的數據是正確的，但他對相關解釋並不確定。「我不認為那裡有湖泊，沒有足夠的熱流來支持這裡的鹽水，即使是在冰層下。」Holt說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-020-1200-6

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