火星發現液態水湖達20公里！但液態水被埋在火星深冷的地表之下

有水不一定有生命，但也大大增加了火星上有生命的可能性，做為生命的必要和前提條件，發現這樣多的液態水，對於未來人類殖民火星將具有非常大的意義！做為人類的太空探索先鋒，美國宇航局不是正計劃著登陸火星嗎？國際天文學家於本周三宣布在火星上首次發現了一個巨大的地下湖泊，這個發現增加了火星上存在更多水甚至生命的可能性。義大利研究人員在《科學》(Science)上發表報告表明：這個位於火星冰層下的湖大約有12英里(20公里)寬。是這顆紅色星球上發現的最大液態水體。合著者恩里科·弗拉米尼(Enrico Flamini)是義大利宇航局火星快車(Mars Express)的任務經理，在新聞發布會上說：水是存在的。

火星發現液態水湖

博科園-科學科普：火星現在寒冷、貧瘠、乾燥，但曾經溫暖而潮濕，至少在36億年前，這裡是大量液態水和湖泊的家園。科學家們渴望找到現代水的跡象，因為這些發現對於解開火星上是否存在生命的謎團至關重要。澳大利亞斯溫伯恩大學(Swinburne University)副教授阿蘭達菲(Alan Duffy)也表示：這一驚人的結果表明，火星上的水並非像以前發現那樣是一股暫時的涓涓細流，而是一股持續存在的水，為長時間的生命提供了條件。能夠獲得水源也可以幫助人類在未來的任務中生存到地球的鄰近星球。然而，這個特殊的湖既不能游泳也不能飲用，它位於冰層下一英里(1.5公里)深的寒冷環境中。

（圖一）火星快車探測器探索火星南半球的藝術概念圖，使用THEMIS IR圖像突出顯示研究區域，地下回波功率是顏色編碼，深藍對應最強的反射，被解釋為是由於存在水。圖片：USGS Astrogeology Science Center, Arizona State University, ESA, INAF.

微生物的生命形式是否存在於內部是一個爭論問題。一些專家對這種可能性表示懷疑，因為這個湖很冷、很咸，而且與大量溶解的火星鹽和礦物質混合在一起。溫度很可能低於純水的冰點，但由於鎂、鈣和鈉的存在，可以保持液體狀態。澳大利亞天文台的弗雷德·沃森說：這是一項意義非凡的發現，肯定會引起人們對這顆紅色星球上存在生物的猜測。不過，需要謹慎行事，因為保持液態水所需的鹽分濃度可能會對任何與地球類似的微生物產生致命影響。在2003年發射的歐洲航天局的火星快車軌道飛行器上使用一種雷達儀器進行。該工具被稱為火星地表下和電離層探測高級雷達(MARSIS)，設計目的是通過發送穿透地表和冰蓋的雷達脈衝來發現地表下水。

MARSIS然後測量無線電波如何傳播和反射回航天器。這些反射「為科學家提供了關於地表下的信息。義大利博洛尼亞的納茲尼奧尼亞天體物理研究所的羅伯托·奧羅塞帶領一個研究小組，從2012年5月到2015年12月，對位於火星南部冰蓋的一個名為「南極光」(Planum Australe)地區進行了研究。總共有29組雷達採樣顯示，「相關雷達信號發生了非常劇烈的變化」，這使得科學家能夠繪製湖的輪廓。這一地區的雷達剖面與在南極和格陵蘭冰蓋下發現液態水湖泊相似，這表明在火星的這個位置有一個亞冰湖。目前還不具體知道到底有多深，但可能有3英尺(1米)深。

研究還需要確認

（圖二）火星快車探測器探測火星南半球的藝術效果，疊加在火星南極層狀沉積物的雷達橫截面上。雷達橫截面已經傾斜90°。最左邊的白線是地面雷達回波，而基底面雷達回波上的淡藍色斑點突出了反射率非常高的區域，解釋為水存在造成。圖片：ESA, INAF. Graphic rendering by Davide Coero Borga – Media INAF

德克薩斯西南研究院空間研究部的資深科學家大衛·斯蒂爾曼說：這是發現的第一個水體，所以非常令人興奮。然而另一個航天器或其他儀器需要能夠證實這一發現。在2005年發射的「火星勘測軌道飛行器」上，由義大利空間機構SHARAD製造的一種更高頻率的雷達儀器已經無法探測到地下水面。很奇怪，沙拉德不能證實這個發現，SHARAD不能穿透這裡的冰，沒有人知道為什麼它不能。這表明這裡發生了一些奇怪的事情，因此對這個發現表示懷疑。但研究人員對未來發現的可能性感到興奮，因為如果在火星的南極能發現液態水，那麼它可能也在其他地方。這個地點沒有什麼特別的地方，除了火星快車上的MARSIS雷達對這個區域最敏感，這意味著在整個火星地下都可能有類似的水沉積。

用雷達在火星尋找冰跡象

尋找火星上冰跡象是很複雜的，為了探索火星表面下是否潛藏著冰，歐洲航天局的「火星快車」(Mars Express)用雷達探測火星內部。它向火星發送低頻無線電脈衝，並記錄它們如何返回到航天器。這些脈衝可以穿透構成地球外殼的一些物質，當它們到達不同密度或成分的層時反射回火星。通過分析這些返回脈衝的時間延遲，科學家可以確定地表下物質的性質。這張照片顯示了來自梅里迪亞尼平原的雷達回波，這是火星赤道附近的一個區域，美國宇航局的「機遇號」探測器也在探索這個區域。在這幅圖像中，來自地表和地下的反射回波，在延時的情況下被分離出來，沿著航天器軌道的地面軌道繪製出來。穿過框架的明亮白線標誌著火星表面，下面模糊，更漫射的線代表了一層埋藏在火星表面下物質的基礎回聲。

這張照片顯示了來自梅里迪亞尼平原的雷達回波，這是火星赤道附近的一個區域。圖片：ESA / Mars Express / NASA / JPL / KU / Smithsonian

子午線的表面布滿了火山砂，已知的含有在地球遙遠的過去存在的水形成的礦物質。在此之前，還不清楚地表下有什麼物質，但火星快車(Mars Express)雷達現在已經穿透了這些沉積物，並發現它們與冰具有類似的性質。然而，最近的一項研究卻提出了一種不含冰的解釋，表明這些雷達屬性很容易被一層厚厚的多孔沙子解釋——也許是風吹到該地區。不同於其他地質材料，如火山灰或非常細的塵埃，一層厚厚的沙粒大小的粒子可能在雷達上產生類似於富冰礦床的性質。這些回聲被認為是位於地表以下的子午線沉積物的邊界反射，而坑窪的地形更深層。這些結果凸顯了尋找地下冰的困難，並將幫助科學家們確定有無可及的水冰的地區：對未來人類探索和可能的火星殖民至關重要的資源。

博科園-科學科普｜參考/信息/來源：歐洲航天局（ESA），AFP， Science (2018). DOI: 10.1126/science.aau1829

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