花小蜜

太陽(yáng)系科普精靈

美國(guó)太空科研官網(wǎng)截圖

I

火星表面的液態(tài)水是怎么回事

2022年10月（美東時(shí)間9月30日），英國(guó)劍橋團(tuán)隊(duì)和美國(guó)NASA的科學(xué)家們宣布，他們發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步的證據(jù)，證明火星的南極冰層下存在很多液態(tài)水，這可能意味著，該行星具有活躍的地?zé)峄顒?dòng)。

早在2018年，與歐空局聯(lián)合發(fā)射的火星快車(chē)（European Mars Express）軌道飛行器，就發(fā)現(xiàn)覆蓋火星南極的冰蓋表面，有許多有趣的起伏，這表明，巨大冰層的下面，可能潛伏著液態(tài)水。但當(dāng)時(shí)，由于證據(jù)不充分，并不是所有的地球科學(xué)家都信服。

由于運(yùn)行軌道處于太陽(yáng)系宜居帶的邊沿，火星地表極其寒冷，要使冰下水以液態(tài)的形式存在于該星球上，就必須有熱源，例如，地?zé)崮堋?/p>

因此，在火星快車(chē)取得關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)成果時(shí)，一些科學(xué)家認(rèn)為，環(huán)繞火星的太空船測(cè)量到的奇怪雷達(dá)信號(hào)，可能是由其他原因造成的，例如冰帽下面的某種干燥物質(zhì)的干擾……

但是最近，尤其是2022年，與NASA和歐空局合作的劍橋大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，使用不同的技術(shù)調(diào)查了被冰蓋覆蓋的火星地區(qū)，稱(chēng)之為Ultimis Scopili，并得出結(jié)論，液態(tài)水的存在，確實(shí)是最可能準(zhǔn)確的解釋。因?yàn)?，固態(tài)物質(zhì)不可能讓火星南極的冰川呈現(xiàn)這些形態(tài)…

研究人員利用NASA火星全球勘測(cè)衛(wèi)星上的航天器激光高度測(cè)量計(jì)，繪制冰帽表面下的地形或巖石形狀?，而冰下高度差的微妙模式，與計(jì)算機(jī)模型預(yù)測(cè)的冰蓋下的水體如何影響其表面，幾乎完全匹配。

劍橋大學(xué)地理學(xué)教授尼爾·阿諾德（Neil Arnold）在一份聲明中說(shuō)：“新的地形證據(jù)、與我們的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和雷達(dá)數(shù)據(jù)相結(jié)合，使得今天我們證實(shí)了火星更有可能存在至少一個(gè)冰下液態(tài)水域。”

科學(xué)家們已經(jīng)意識(shí)到，火星的兩極，和地球一樣，都有厚厚的水冰蓋。但他們認(rèn)為，與我們星球上的冰帽不同，我們星球的冰帽下面有充滿(mǎn)水的通道和冰下湖泊，但之前科學(xué)家們猜測(cè)，由于火星極地的寒冷氣候，這顆紅色星球的冰冠一直凍結(jié)到底部或巖石內(nèi)部。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)結(jié)論是錯(cuò)的。

火星冰蓋的形狀目前被選為確認(rèn)雷達(dá)結(jié)果的獨(dú)立證據(jù)鏈，因?yàn)樵诘厍蛏?，科學(xué)家觀察到，上覆冰蓋的形態(tài)，受其下方水體運(yùn)行的影響。

這是因?yàn)楸潞粗械乃?，降低了冰蓋和冰床之間的摩擦力，使冰在重力作用下，流動(dòng)更快。在冰蓋表面，速度的這種變化反映在冰層表面的下降，隨后冰層表面沿著冰流進(jìn)一步上升。

研究小組在火星快車(chē)進(jìn)行雷達(dá)測(cè)量的同一地區(qū)檢查了火星極地的表面地形，發(fā)現(xiàn)了6.2英里至9.3英里長(zhǎng)（10至15公里）的冰川表面起伏。

這一特征包括冰面的凹陷，隨后是相應(yīng)的隆起區(qū)域，兩者都偏離周?chē)眳^(qū)域的水平幾米。研究人員在聲明中說(shuō)，這種規(guī)模和形狀完全類(lèi)似于地球上冰下湖泊上方冰蓋的起伏。

為了測(cè)試這種相關(guān)性，并確定火星冰帽的表面起伏是否可能是冰下水的結(jié)果，研究小組對(duì)火星上的特定條件進(jìn)行了冰流模擬。

他們?cè)诨鹦潜w的計(jì)算機(jī)模型中引入了一塊減少了床面摩擦力的小片，在那里水可以使冰流加速。研究人員還調(diào)整了模擬中的地?zé)崃俊?/p>

這些模擬導(dǎo)致計(jì)算機(jī)模擬的冰面出現(xiàn)起伏，其大小和形狀與火星上實(shí)際南極冰帽的觀測(cè)特征相似。

這一模擬的結(jié)果、冰帽的新地形觀測(cè)結(jié)果以及2018年的雷達(dá)測(cè)量結(jié)果表明，火星南極冰帽下方存在冰下水，這對(duì)這顆紅色星球的地質(zhì)意義更為深遠(yuǎn)。

人類(lèi)要到火星生活…那肯定得距離南極近一點(diǎn)，畢竟，如果不能方便地取到大量的水，想做什么都是不可能的。但是這兒似乎太冷了，它的干燥和寒冷條件，是地球南極完全無(wú)法比擬的……其實(shí)馬斯克要去火星建立殖民地之前，還是先去南極洲的Dry Valley生活幾年再說(shuō)吧，畢竟那兒最像火星表面……