人类探测器首次在火星发现液态水湖
专家:对寻找火星生命和未来载人登火具有重大意义

2018-07-26来源:中青在线 作者:邱晨辉 徐怀

    中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 实习生 徐怀

    人类在火星探测征程中又迎来一项重大进展:第一次在这个“红色星球”上发现了液态水湖。

    7月25日,国际学术期刊《科学》(science)在线发表文章《火星冰川下液态水的雷达证据》(Radar evidence of subglacial liquid water on Mars),其中提到,科学家在火星南极的冰川下,发现了宽度约20公里的液态水湖——水湖非常冷,里面充满了盐和其他矿物质混合物。这一发现是由意大利科学家罗贝托·奥罗塞(Orosei)领衔的科研团队,通过欧洲航天局2003年发射的火星探测器“火星快车号”所携带的雷达MARSIS探测到的。

    在《科学》杂志的文章里,美国科罗拉多物理学家David Stillman对这项成果评价道:“这是一个非常令人兴奋(exciting)的结果:火星上咸水含水层的第一个迹象。

    全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩今天在接受中国青年报·中青在线记者采访时也表示,此次发现对于人类探索火星的征程具有重大意义——

    其一,对寻找火星生命具有很大参考价值,虽然在含盐量极大的环境下很难存在生命迹象,但找到水,意味着满足生命存在的首要条件;其二,对未来载人登陆火星产生积极影响,液态水可分解为氢和氧,供航天员和火星载人飞船使用;其三,对研究火星和地球演变有重要用途,很多迹象表明,火星环境在几十亿年前与地球相似,后来经过几千亿年的演变导致大气稀薄、水分蒸发。

    “从这些角度研究火星,也能在一定程度上,为避免地球‘朝着不适宜人类居住的方向发展’提供借鉴”。庞之浩说。

    当然,这并非人类第一次发现火星液态水的痕迹。从上个世纪60年代开始,全球科学家探索火星环境的脚步就从未停止,火星上存有水流痕迹及含水土壤样本等研究成果也频频见诸报端。

    2001年,美国火星探测器“奥德赛号”发现水流痕迹,暗示火星曾经有过适宜生命繁衍的环境特征,并可能发育过生命。

    2003年,美国火星车“机遇号”在一块岩石中分析发现了丰富的粘土矿物,说明曾经有大量的水流经过并浸泡这块岩石。

    2004年,欧洲航天局“火星快车号”发现曾经的海岸线和沉积物。已有证据显示,火星上曾经两度存在海洋。大约40亿年前,随着气候逐渐变暖,埋藏在地下的大量冰融化后涌出地面,形成了最早的火星海洋。

    2008年,美国火星探测器“凤凰号”在北极附近的永久冻土带采集和分析火星土壤样本,进行了5个月的成功探测,第一次证实火星上确实有水存在。

    2011年,美国国家航空航天局(NASA)在美国科学期刊《科学与自然》电子版上刊登文章称,“好奇号”火星探测器发现火星表面36亿年前出现过的淡水湖,可能存在过微生物。

    2012年2月,“火星快车号”上的雷达探测发现火星北部平原的地下存在一层低密度物质,可能是某种富含冰的沉积物。这说明如今的红色行星可能曾经是一个蓝色星球。

    今年年初,根据美国国家航空航天局(NASA)火星轨道探测器(MRO)的最新探测显示,火星表面大约有1/3拥有浅层冰盖,并且发现巨大冰层。

    如今,根据《科学》杂志发表的最新研究成果,欧洲航天局火星探测器“火星快车号”的雷达将无线电波的脉搏朝下,并倾听反射。在几年的任务中,科学家们开始“看到”火星的南极冰川下“小而明亮”的回声,反射不仅表明了冰下的岩石,而且表明了液态水的存在。

    《科学》杂志还提到了液态水湖的形成机制:火星岩上含有盐分并溶解,溶解的盐分穿透火星表面后在下面形成盐水。盐水的持续渗入和冰层覆盖的压力使盐湖保持液态,这种运行机制就像在地球上一样。

    那么,这一最新发现是否可以完全确认液态水湖的存在,又将对未来的火星征程有何影响?

    庞之浩认为,现在基本可以确定液态湖的存在,但目前只有欧洲航天局的火星探测器“火星快车号”探测到,而美国的“火星勘测轨道器”等其它火星探测器还未显示这一成果,因此还有待下一步的探测验证。用光谱仪遥感的方式比较准确,因为每种物质都有自己的光谱,就像每个人有自己的指纹一样。但光谱仪没有穿透能力,无法探测地下物质。

    他告诉记者,如果运用其它探测手段,如钻探取样或者取样返回的方式进行完全确认,将会进一步提高该发现的准确性。

    中国科学院国家天文台研究员郑永春今天接受中国青年报·中青在线记者采访时也提到,根据《科学》杂志上雷达显示的图像,目前存在两种可能性,即高浓度的卤水或含有泥沙和水的痕迹物,基本上能够大致确认液态水湖,但完全确认还需要进一步证据。

    他还提到,以前火星上发现的往往是季节性的液态水,而如今的成果是第一次发现大规模的稳定水体,相比而言有了很大突破。液态水湖和此前发现的液态水的相同之处在于,它们都具有高浓度的盐类物质含量,才能在低温下依然以液态存在;不同点在于,前者是大型的稳定的液态水体,而以往发现的大多都是不稳定的、局部的、微量的液态水,包括火星着陆器上的露珠、以及斜坡上存在的纹路特征等。

    郑永春告诉记者,人类在一次又一次的进步中加深对火星的认识,每次都能获得更丰富的火星资料。此次发现也将推动中国的火星征程一步步深入,对中国乃至全世界的航天事业产生极大的激励作用。

【编辑:杨海琴】

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