火星冰川下可能存在湖泊,它們能支撐生命的存在嗎?

2020-12-04 中國數字科技館

Ultimi Scopuli中一個4km寬的區域：奇異的冰塊紋理無法說明1.5km下有液態水存在。圖片來源：NASA/JPL/University of Arizona

我們在幾個月前了解到，金星表面50公裡左右處可能存在生命。發表在《自然·天文學》上的一篇論文揭示，火星上最適合生命出現的地方位於其表面下1公裡，那裡的冰川下分布著整個湖泊網絡。

火星曾經並不如現在這樣寒冷乾燥。有充足的跡象表明：在遙遠的過去，水曾在火星的表面流動，但如今連一條能夠稱得上潮溼的縫隙都很難找到了。

儘管如此，如今火星上還是有很多水，但實際上幾乎都是冰凍的，所以對生命沒有什麼作用。即使在一些正午的溫度能夠攀升至零點以上的地方，星球表面上液態水的痕跡也很少。這是因為火星上的大氣壓太低，以至於不能將水保持在液態，所以冰在受熱後往往直接變成了蒸汽。

冰川下的湖泊

看起來火星上最適合液態水存在的地方位於其寬廣的冰蓋之下。在地球上，於上世紀70年代開始，這樣的湖泊在南極洲被發現，如今已知的有近400個。其中大多數是通過「無線電回聲探測」（本質上是雷達）發現的，調查飛機上裝載的設備會發射無線電脈衝。

一部分的信號從冰表面反射回來，而另一部分從更深處反射回來，在冰與水交界的地方，這些信號非常強烈。南極洲最大的冰川湖是沃斯託克湖，湖長240公裡，寬50公裡，有幾百米深，位於冰面下4公裡。

雷達衛星影像顯示沃斯託克湖位於南極冰川之下，圖中所示面積長度大概為300km。圖片來源：NASA

火星南極冰蓋下相似的湖泊首先在一個名為Ultimi Scopuli的區域冰下1.5公裡處被雷達探測到。這些湖泊於2012年5月到2015年12月之間被MARSIS（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding， 火星先進地下和電離層探測雷達）發現。這一雷達由歐洲航天局的火星快車所搭載，從2003年就開始繞行火星。

對MARSIS的新研究採用了信號處理技術，研究在同時考慮了反射的強度和精細度後證實了先前檢測到的地區確實位於液態水的上方。這是Ultimi Scopuli冰川湖，而且在調查覆蓋的250km300km的範圍中似乎還存在少量液態水。作者表示這些水體由高鹽溶液組成，大量的鹽溶解在水中。

他們指出，已知在火星土壤中存在大量的鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽和鉀鹽，水中溶解的鹽類能夠幫助解釋為何火星上的冰川湖能在冰蓋下的低溫中保持液態。冰川湖上方的冰蓋重量為了這些水能保持液態而不變成蒸汽提供了必要的壓力。

冰川湖中的生命？

沃斯託克湖被吹捧為與地球隔離數百萬年的生物的棲息地，並被看作與木衛二和土衛二這些冰凍的衛星的內海擁有相似的微生物棲息環境。（當然還可能有更複雜的生物）

2000年4月17日被火星全球探測者器（MGS）和火星軌道相機（MOC）所拍攝到的南極冰蓋。圖片來源：NASA

即使高鹽溶液能為微生物在火星的南極冰蓋下提供一個住所，但如果沒有能量或食物來源的支持，它們也無法存活下來。在水和巖石之間發生的化學反應可能會產生一些能量，但那可能還遠遠不夠；如果存在周期性的火山噴發或有溫泉湧入湖泊，才可能有足夠的能量供微生物生存。

翻譯：魏沁悅

審校：費哲妮

引進來源：theconversation

引進連結：https://theconversation.com/mars-mounting-evidence-for-subglacial-lakes-but-could-they-really-host-life-146732

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  • 火星真的存在生命?發現火星或存在湖泊,人骨照片難道與它有關?
    火星位於宜居帶關於火星的傳說一直未曾間斷，科學家認為，雖然目前火星上沒有生命存在的痕跡，但在許多年前火星與地球一樣，或許都是孕育生命的星球之一，火星也位於太陽系的宜居帶上，大氣層的厚度也比較適宜。地球上擁有適宜的溫度和四季，而火星的旋轉角度與地球十分相近，這也意味著在火星上也會出現分明的季節，也許與地球相比他們的時間會長一些，但這些現象都表明了，火星與地球的環境還是比較相似的，所以應該出現過生命。
  • 火星仍然可能有生命體的存在
    由於火星有大氣層，而且黃道面與赤道面存在25.19度的夾角，因此火星也有四季變化。在地貌方面，由於受內動力和外動力地質作用的共同影響，火星表面發育了地球上幾乎所有類型的地貌，包括火山地貌、冰川地貌、風沙地貌、水流地貌、斷陷峽谷以及撞擊坑等多種多樣的地貌類型。火星表面存在大量與水活動相關的地形地貌，因此成為尋找地外生命的熱點，也是天體生物學家最為關注的天體。
  • 火星上曾經有生命存在過嗎?
    當我們問「我們在哪裡可以找到外星生命」時，許多科學家會首先轉向火星，因為它與地球相似的地方很多。火星的過去或許像地球一樣適宜生命的存在。儘管我們現在還沒有發現火星上有生命存在的跡象，但科學家們從未放棄對它的尋找，因為他們知道在極端環境中生命的潛力是很強大的，一切都有可能。
  • 古代火星的生命可能生活在地表之下,因為火星或存在豐富的地下水
    若古代的火星上曾經存在過生命，那麼它可能不是生存在火星表面，而是可能生存在地表下的幾英裡之處。一項新的研究表明，火星過去最適合居住的部分可能是它的地下。近日，這項研究成果發表在《科學進展》（Science Advances）期刊雜誌上。