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火星液态水是如何被发现的? 是否意味火星曾有生命

2018-08-02 09:32:49来源:北京晨报
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  前几天的一条消息,刷爆了科学界的“朋友圈”——火星上发现地下液态水湖了!其实,只要对太空有些向往,就不难理解科学家们的兴奋点,因为按照他们的逻辑:有液态水就说明可能有适宜生存的环境,有环境就说明可能存在外太空生命,甚至可能有“火星人”……对于几十年如一日,不停寻找外星“邻居”的科学家来说,这一发现的确令人振奋。当然,我们也有一些问题:这个地下湖到底什么样?它是怎么被发现的?为什么会想到去“地下”寻找?这一发现到底意味着什么?对于大家一连串想问的问题,英国《每日邮报》(Daily Mail)找来专家,为我们做了解释。

  探测器

  高1.4米

  宽25.5米

  重 1233千克

  ■航天器使用了火星地下及电离层高级探测雷达,通过长40米的“天线”将雷达脉冲反射到星球表面

  ■通过分析29组雷达样本发现了地下湖,科学家们认为,该湖处于冰盖下1.6公里,宽20公里

  火星快车任务

  ■这是由欧洲航天局、意大利国家天体物理研究所和NASA联合完成的任务

  ■2003年6月从哈萨克斯坦启动

  ■花了7个月到达轨道并一直绕着轨道寻找火星的地下水

  ■飞行速度为每秒10公里,总旅程4亿公里

  ■装载了火星地下及电离层高级探测雷达天线、猎兔犬-2火星着陆器

  ■火星快车可能将服役至少50年,之后在火星的大气层烧毁

  地下湖什么样?零下68℃仍保持液态

  此次的发现之所以颇具里程碑意义,是因为这是科学家首次在火星上发现地下液态水湖,而它支持了外星生命可能存在的猜测。这一地下湖占地面积直径约20公里,在火星地表下1.6公里。尽管可能达到零下68℃,但科学家们相信“湖水”仍然保持着液态,是类似“泥浆”的“盐卤水”。

  很多关心“外星邻居”的人知道,科学家们一直“念叨”着希望在火星上发现液态水,此次发现也是证明火星上存在液态水的第一个证据。科学家们认为它是微生物成长的理想环境,称这一“令人震惊”的发现可以作为证明外星生命的第一个证据,并将成为未来火星任务的主要目标,还可能为未来人类定居提供重要资源。

  地下湖怎么发现的? 欧洲火星快车探测得出

  这一地下湖的存在是由位于罗马的意大利国家天体物理研究所(INAF)的科学家们发现的。液态水的发现利用了欧洲航天局火星快车探测器的数据,该探测器自2003年以来一直环绕着这颗红色星球。研究人员利用“火星地下及电离层高级探测雷达”(MARSIS)探索该星球的极地冰盖。设备发射出能穿过火星表面冰层的雷达信号,测量无线电波传播并反射回探测器。科学家们借助星球地下“特征”反射的无线电波绘制出火星地壳深处的“地图”。

  在这项历时三年半的研究中,意大利国家天体物理研究所的天文学家罗伯特·奥罗塞和他的同事利用探测雷达,对位于火星南部冰盖的一个名为“南极高原”的区域进行了调查,他们收集了29组雷达采样,绘制出一个比较大的区域,该区域与周围相比,其雷达信号有着非常明显的变化。这一区域就是现在所说的,位于火星表面下约1.6公里,直径约20公里的地下湖。奥罗塞说,这是火星上感觉最像栖息地、可以供生命生存的地方。

  地下湖如何探索? 暂时无法提取水体样本

  30多年前,科学家们就认为火星的两极冰盖下可能有冰。虽然这次雷达探测到了地下湖,却无法确定湖水到底有多深,不过,研究小组估计湖水至少有1米深。该区域的雷达剖面显示与地球上南极及格陵兰冰原下发现的水体相似。科学家们表示,地球上的地下湖泊与该区域的相似性表明,火星的这处“异常”就是一处“地下水库”。

  悉尼大学的航空工程师沃里克·福尔摩斯表示,未来设计火星探测器时,工程师们将会“非常努力”地研究出能从这一地下湖中提取“湖水”样本的方法。照目前的情况来看,现有的技术还无法钻到足够深。尽管如此,福尔摩斯仍然对此抱着谨慎的乐观态度,“尽管在太阳系其他地方发现生命的可能性很小,但是这是我们目前最好的机会。”

  其实,在进一步探索的道路上,联合国也有相关规定,以保护行星免受污染。想要进一步探索这个地下湖要很谨慎,这也是为了阻止人类探险者在其他生物宜居地意外扼杀微生物。

  地下湖为何惊人? 为生命长期生存的条件

  几十年来,科学家们一直在争论,火星表面下显示出有“水”的微迹象是否能证明这里存在间歇性的溪流或着一直存在的河流或湖泊。

  澳大利亚斯威本科技大学的天文学家艾伦·达菲认为火星的地下湖是一个惊人的发现,该结果表明火星上的水并不是某条临时“路过”的细流,而是一片持久的水域,而这片水域也为生命能够长期生存提供了条件。“这处地下水可能是‘困’在岩石层下的一个湖泊,在这片湖20公里的范围内,有许多水存在。”

  在此之前,科学家们就发现了证明火星表面曾经有“河道”的相关证据,轨道航天器观测到了干涸的河床。同时,轨道航天器和登陆火星表面的“漫游者”都发现了只有液态水存在才能留下的矿物质痕迹。不过,这颗星球的气候发生了巨大的变化,因此,科学家们将目光投向了火星的“地下”。

  ■漫漫找水路

  1971年,水手9号飞船发现了水冲刷河床和峡谷的证据,以及火星上曾经形成雾的证据。

  1975年,首次发射的维京轨道飞行器揭示了更多关于水在火星地表和山谷中流动的细节。

  2000年,科学家发现了火星上可能存在液态水的第一个证据,火星表面的沟壑是流动水形成的。不过,这些沟壑的形成一直备受争议。

  2007年,勇气号和机遇号发现了岩石中存在水的证据,它是在液态水存在的情况下形成的。

  2008年,凤凰号着陆器采集了火星上的地质样本,但这些样本在几天后“消失”了。科学家认为当时发现的是冰块。

  2012年,好奇号在一处古老的火星海床上蜿蜒而行,检查了大量曾在数十亿年前接触过液态水的岩石。

  2013年,好奇号发现了强有力的证据,证明火星上曾经流淌过的水可以“喝”。

  2017年,NASA声称在火星上发现了液态水的第一个证据。但在之后发表了另一份声明,称之前“看错了”。

  2017年,科学家们声称火星上曾经拥有比北冰洋更多的液态水,但在过去的37亿年里,失去了87%的水,使地表变得贫瘠而干燥。本版编译 陈小丹

编辑:zynews
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