火星為什麼會有液態水，水中會否有生命？

北京時間7月25日晚間，由義大利科學家Roberto Orosei領銜的歐空局團隊宣布在火星南極的冰蓋下發現了一個寬20公里的地下大湖。這是人類首次確定火星上存在液態水。

火星南極的地下湖

儘管這個地下湖又冷又咸，是灘「滷水」，很難有火星文明存在，但相信有了這個例子，科學家們會繼續熱情高漲地在火星上尋找宜居水系。

畢竟，在未來數年，火星將迎來中、美、印、歐的多個登陸探測器。而「矽谷鋼鐵俠」馬斯克的2030年火星殖民計劃，更是這一波「火星熱」推向高潮。

雷達探得的地下水

人類先後向熒惑之星派出過20多名使者，至今仍有6顆衛星在軌工作，2輛火星車在地遊走，一個探測器還在飛行途中。這60多年間，為什麼確認火星之水這麼困難？

火星之冰

水的痕迹其實寫滿了整顆紅色星球。疑似被水流沖刷而成的河谷、三角洲、湖床等等，都暗示著火星曾經擁有大量流動水，甚至是一片浩瀚的海洋。那時，火星的大氣層可能更稠密，溫度更高。

數十億年間，紅色星球的氣候環境經歷了滄海桑田的變遷。如今，火星的大氣層稀薄，氣壓只有地球標準大氣壓的0.6%；另一方面，火星地表平均溫度低至零下63攝氏度。

正因如此，科學家們此前在火星上只發現過固態冰。

2002年，美國國家航空航天局（NASA）的「奧賽德」號飛行器看到火星兩極覆蓋著乾冰和水冰混合而成的巨大冰冠。

火星兩極覆蓋著巨大冰冠

2006年，NASA的火星勘測飛行器（MRO）攜帶的「淺層雷達」設備探測到火星埋藏著大量地下冰。

通過對MRO傳回的圖像十多年來的跟蹤，今年年初，美國的一個聯合團隊找到了8處藍色的「深井冰」。這些厚達百米的地下冰埋在遠離極地的火星中緯度地區，距離地表僅有1到2米。

火星地下冰

這意味著，火星的地下冰儲備可能是全球性的。

老兵不死

那麼，火星可能存在地下水嗎？科學家們早就猜想：有也大概率是在極地的冰蓋下。根據地球上的經驗，在冰川的壓強下，冰的熔點會降低；另一方面，火星上鹽分的存在也會降低冰的熔點。在雙重因素下，寒冷的冰川也可能藏有流動的液態水。

不過，在這次歐空局的「火星快車」號用攜帶的火星先進地下和電離層探測雷達（MARSIS）破案之前，火星之水始終是個猜想。

說起來，「火星快車」號可是個2003年就發射的老兵了，也是歐空局的首個火星探測計劃。天上的衛星勤勤懇懇轉了15年，地上的科學家們也15年如一日地執著用新技術不斷獲得更高解析度的數據。

歐空局2003年發射的「火星快車」號

MARSIS雷達的工作方式，就是發射電磁波，並接受反射回來的波。雷達會分析波反射回來的時間和強度，由此推斷出接觸到了怎樣的材料。通過衛星的飛行，雷達持續描繪出火星的地下結構。

MARSIS雷達繪出的火星南極分層結構

雷達掃描了火星南極共計200公里寬的區域，找到了厚度約有1.5公里的冰層，其中有一片20公里寬的異常明亮的反射體。在排除了許多可能性後，科學家們確認這個明亮反射體是液態水與冰川的交接界面，可能混有飽和的含鹽泥沙沉積物。

湖中「滷水」

當然，正如前文所說，這個地下大湖沒有結冰，一定含有大量的鹽分。用中國科學院國家天文台研究員鄭永春的話說：「零下74度都不會結冰的水，該是多麼濃的滷水啊。」要知道，海水在零下2度時就會結冰。

在這樣高濃度的鹽分中，可能有生命不被「鹵熟」嗎？我們只能說希望不大，但也無法揣測宇宙的神秘。

火星南極永久冰蓋和明亮反射體

好消息是，科學家們打算在緯度更低、溫度更高的區域尋找更多火星地下水：那裡更有可能提供微生物的生存條件。

這個義大利團隊不是沒想過這麼做，但「火星快車」號的採樣頻率和解析度都實在太低了。歐空局計劃在2020年發射的ExoMars火星車，會繼續藉助更先進的雷達設備在火星極地之外尋找波光水影。ExoMars的先導探測器「斯基亞帕雷利」號在2016年10月著陸火星的前一秒不幸失聯，這次，我們要祝歐空局更加好運了。

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