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火星仍有火山活動!證據就藏在地下湖

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根據一項新研究,火星可能仍存在比較活躍的火山活動。沒有人發現火山活動的直接證據,也沒有人發現噴發、岩漿或者類似現象,然而,相關證據就隱藏在水中。2018年,科學家在火星南極的冰層下方發現一個20公里寬的液態水湖。新研究指出只有火山活動能夠提供足夠熱量,讓這些水保持液態。

火星南極,據信存在一個巨大的液態水湖

火星曾是一個更溫暖、更濕潤的世界,現在仍存在大量水,主要以蒸汽和冰的形式存在。2018年8月《科學》雜誌公布的一項研究指出,火星南極的冰層下方隱藏著一個20公里寬的液態水湖。論文作者認為地上壓力以及溶解的鹽分可能讓這些水保持液態。

但根據一項新研究,壓力和溶解的鹽分無法防止這些水凍結。只有火山活動能夠提供足夠熱量,讓這些水保持液態。具體地說,過去幾百年形成的一個岩漿房是防止這些水凍結的唯一途徑。

從軌道拍攝的火星奧林匹斯山

2018年的研究聚焦火星南極平原。歐航局「火星快車」軌道器的雷達數據表明,南極沉積層存在一個寬度20公里的液態水湖。不過,這項研究只公布了揭示液態水存在的地下雷達數據。研究人員認為壓力和鹽防止這個地下湖凍結,但他們並未對保持液態所需的條件進行量化。

新研究推翻了「壓力+鹽理論」。研究人員指出如果火星南極地下沒有一個岩漿房,就不可能存在液態水。研究論文刊登在美國地球物理學會雜誌《地球物理研究快報》上。

歐洲航天局的「火星快車」探測器

新論文合著者、月球與行星實驗室的邁克爾·索利表示:「不同的人可能有不同的想法,我們非常期待科學界對此會作何反應。」

圍繞火星水的討論已經持續了很長時間。科學家已經證實了火星上存在水,當前的討論焦點是究竟有多少水,哪些區域有水,又以何種形態存在。相關研究發現不僅關係到未來的火星探索任務能否利用水資源,同時也有助於科學家進一步了解行星如何形成和演化,以及生命如何在其它星球上存活。

火星南極冰蓋

研究論文主執筆人、月球與行星實驗室的博士後助理研究員艾麗·布拉姆森指出:「我們認為如果存在任何生命,一定潛伏在地下並受到保護,以免遭輻射侵襲。如果現在仍有岩漿活動,可能比過去更常見,導致更廣泛的冰蓋底部融化。這能為液態水和生命營造一個更有利的環境。」

火星和地球都存在巨大的極地冰蓋。在地球上,冰蓋下方普遍存在液態水。地球的火山活動比較活躍,所產生的熱量防止地下水凍結。2018年的論文將地球冰蓋與火星冰蓋「劃等號」,認為火星冰蓋下方也存在液態水,但並沒有解答水是如何匯聚至冰蓋下方的。

「洞察」號藝術概念圖

索利表示:「我們認為需要從多方面入手,確定是否存在液態水,包括融冰所需的環境,所需達到的溫度以及所需的地質過程。因為在正常條件下,這些水所在區域的溫度極低。」

研究過程中,布拉姆森、索利和其他論文作者首先假定火星南極地下存在液態水,而後確定液態水存在所需滿足的參數。他們對形成液態水所需的鹽量和熱流進行建模,結果發現鹽量不足以讓水保持液態。他們認為其它熱量一定來自於火星內部,唯一顯而易見的熱源就是岩漿房。「洞察」號的熱流和物理性質探測儀將幫助解答這個疑問。

火星偵察軌道器獲取的火星地表彩色圖像,塔爾西斯火山群排成一線,西北部是奧林匹斯山,東部是水手谷

火星顯然曾存在火山活動。奧林匹斯山(火星上的一座盾狀火山)是太陽系內最大的火山。與它相比,地球上的火山就像是小矮人。過去,火星存在很多火山。奧林匹斯山附近便是由三座盾狀火山組成的塔爾西斯火山群。

研究人員在論文中指出,大約30萬年前,火星內部的岩漿上涌。不過,它們並未突破地表並形成另一座火山,而是被困在南極地下的一個岩漿房。隨著岩漿房的冷卻,所釋放的熱量融化了冰蓋底部。這個岩漿房至今仍然存在,並在緩慢釋放熱量,防止地下湖凍結。

在火星南極地下,雷達探測到水

按照地質學的標準,30萬年並不算長。論文作者指出如果30萬年前存在火山活動,現在仍可能處在進行時。布拉姆森表示:「也就是說,現在的火星內部仍存在活躍的岩漿房形成過程。火星內部並非一個冰冷的死地。」

新論文指出了2018年研究存在的一些局限。對於2018年論文所闡述發現的真實性,新論文作者並未表態。他們只是分析了極地冰蓋下方有水存在所需滿足的物理參數。通過這種方式,研究人員加入到火星地下水的討論。他們的努力可能進一步推動相關研究。「洞察」號著陸器將幫助科學家加深這方面的認知。

陽光普照下的火星

月球與行星實驗室的傑克·霍爾特指出:「我認為進行這種建模和分析是一個很棒的想法,因為你必須解釋這些水為何存在——如果存在的話——這是整個拼圖的關鍵一環。之前的論文並未回答這個問題。這個地方有水存在,但你必須給出合理的解釋。他們完成了一項很棒的工作,揭示了液態水存在所需的條件,同時證明鹽量不足以讓地下水保持液態。」霍爾特並未參與這項新研究。

來源:漫步宇宙


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