火星南極下面發現了液態水

火星南極下面發現了液態水

一項歐洲探測火星任務的雷達發現了火星南極冰帽下的液態水，為天體生物學和火星過去氣候的研究提供了有趣的可能性。火星上液態水的發現對尋找火星上的生命有著巨大的影響，也可能揭示出在水被冰覆蓋之前形成的古代環境的特徵。

我們已經知道，火星曾經是一個潮濕的星球，數十億年前的氣候可以支持大量的液態水——就像在火星表面可以看到的無數古老的河道、泛濫平原和河床。然而，今天地球表面的溫度和壓力太低，不允許存在液態水。2006年，在NASA的火星全球測量員(Mars Global Surveyor)上操作照相機的行星科學家們觀察到溝壑的變化，他們認為這是液態水流動的結果，但火星勘測軌道飛行器上的HiRISE照相機後來發現，這些流動實際上是干物質的小型雪崩。

在地球上，這幾乎是一個假設，如果一個探地雷達比從極地冰表面反射出更強的反射，那麼你就會看到液態水。

羅伯特·Orosei

然後，在2011年，HiRISE開始觀察黑色條紋的季節性現象，稱為周期性斜坡線(RSL)。這些也被歸因於液態水的流動，但最近的證據表明，RSL是干雪崩的另一個副產品。

到目前為止，科學家們已經得出結論，火星表面不存在水，而行星科學研究所的斯蒂芬·克利福德在1987年提出，液態水可能存在於冰蓋之下。然而，直到現在，科學家們還沒有找到「隱藏」水的證據。

湖泊的鹽水

在歐洲航天局的火星快速軌道飛行器上，火星先進雷達探測到地下和電離層探測儀器(MARSIS)的地下液態水。這些水分布在20公里寬的區域，在南半球的平原下1.5公里，這是火星南極地區的一個大平原。

識別水的關鍵是介電介電介電常數。這是一種測量電磁波(如雷達脈衝)在介質中傳播時衰減的方法。液態水是比冰更強的雷達衰減器和吸收器，介電介電介電介電常數的對比度在一層液態水和一層水冰之間的界面最高，產生可探測的雷達回波。「在地球上，這幾乎是一種假設，如果地面穿透雷達發現來自地下的強烈反射，而不是來自極地冰的表面，那麼你就會看到液態水，」領導這項研究的義大利博洛尼亞的Nazionale di Astrofisica研究所的Roberto Orosei告訴物理世界。

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漫長的火星之路

冰帽下面的水必須至少有幾十厘米深，才能讓馬西斯發現，但目前還不清楚，這片水域是像地球上的沃斯托克湖一樣，是作為一個深湖存在，還是作為一個淺層存在。挪威極地研究所的Anja Diez指出，目前所有的選擇都擺在桌面上，因為南極冰川下的液態水可以有很多種形式。「在南極洲，水可以存在，因為一公里厚的冰層下的溫度可以達到熔點，」她說。在火星上，冰帽下面的溫度要低得多，但根據Diez的說法，液態水可以作為鹽水存在，從而降低水的冰點。

火星上存在鹽水很可能是因為存在高氯酸鹽。2008年，美國宇航局的「鳳凰號」火星著陸器在火星表層土壤中發現了鎂、鈣和高氯酸鈉，之後被發現在火星上廣泛分布。時的確切溫度發現液態水是未知的,實驗表明,在某些情況下海水水可以保持液體下降到-70°C。

用MRO上的另一種儀器——淺層雷達(SHARAD)——探測水的嘗試到目前為止都是徒勞的。SHARAD的工作頻率較高，與MARSIS的5mhz相比為15 - 25mhz，頻率越高，信號的衰減越高。然而，當Orosei說他的團隊「非常驚訝」SHARAD沒有看到任何東西時，羅馬大學羅馬學院的團隊成員Sebastian Lauro認為這可能是因為SHARAD無法深入到探測液體-冰界面所需的深度。

即將進行的火星探測任務將攜帶高頻雷達，用於對地面冰層進行成像。然而，根據亞利桑那州行星科學研究所的納撒尼爾·帕齊格(Nathaniel Putzig)的說法，這一最新的發現也可能重新激起人們對低頻率雷達的興趣，以研究火星下是否存在水。

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