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红色星球上的水去哪儿了?

2017-09-21 09:24 来源:科技日报 ——新发现河流沉积物为“火星有水”再添力证

  “凤凰”号着陆器腿上凝结的液滴。从左到右依序为“凤凰”号登陆后第4、31、44天拍摄。

  尽管液态水乃地球上的生命所必需,但火星上是否有水,对于证明这颗红色星球上是否有微生物并无直接意义,因为火星环境之严苛,并不只有“干燥”这一点——直射的宇宙射线,已使科学家对在火星表面寻找生命不抱太多希望。

  但这颗星球曾经以及现在是否含有水,却对本世纪30年代首次载人登陆火星的计划,至关重要。

  据《每日科学》网站近日消息称,美国科学家发现,存在于火星表面的、壮观的河流沉积物,记录了这颗红色星球35亿多年前的表面环境。而这项证据能有力支持火星表面存在液态水的论点。

  从不可能到可能

  对人类而言,荒凉的红色星球一直是最富吸引力的地方。因为如果我们想在太阳系内寻找可供未来殖民的星球,那么火星的条件算得上“友善”了——至少和其他行星相比是这样。

  科学家认为,火星与我们的距离较近;火星在数十亿年之前也曾拥有过水和大气,且现今还留有残迹;另外,火星和地球一样拥有高山、平原和峡谷。

  但可怕的是,火星大气密度仅为地球大气密度的1%左右,而且寒冷、干燥。此外,火星上沙丘和砾石遍布,火星可谓一颗“沙漠行星”。所以,最初人们几乎认为,不可能在火星上找到水。

  然而,2008年6月20日,美国国家航空航天局(NASA)的“凤凰”号火星车给出了火星上有冰存在的直接证据。当时,“凤凰”号在火星上发现了8粒白色物体,4天后,这些白色物体凭空消失,科学家判断它们升华了,而盐不会有这种现象,所以它们很可能是冰。

  这是一个伟大的开端。自此,伴随着探测和数据分析能力的不断进步,在火星发现水的探索之路就此展开。

  记录35亿多年的历史

  此次,美国德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院研究人员B·T·卡德纳斯及同事,利用火星轨道探测器拍回的高分辨率图像和地形数据,发现有河流沉积物存在于红色星球表面。

  他们在火星上一个名为“Aeolis Dorsa”的区域观察到了这些沉积物。这一区域被认为是古代河流冲击造成的三角洲地区。研究人员认为,这是他们观察过的火星上最壮观和密集的河流沉积物。团队随后确定了其沉积模式,以及由海岸线迁徙导致的沉积样式变化,进而发现,这些沉积物记录了火星35亿多年前的表面环境,它们能够支持火星表面存在液态水的观点。

  研究人员指出,这项新证据进一步佐证了火星表面有水。这些在火星古代环境下产生的沉积纪录,和地球上的情况非常相似。按此前的研究结果,海洋可能曾两度覆盖红色星球的表面:一次发生在约40亿年前,当时火星比现在温暖很多;另一次则在十几亿年前,当时地下冰融化涌上地面,可能只是形成了临时性的海洋,因而,它存在的时间还不足以形成生命。

  火星的水哪儿去了

  火星曾经如此湿润,为何现在变成这副模样?这是关于火星的无数议题中被揣测最多的一项。

  NASA对此的看法是,“正因为我们对火星知识匮乏,才使结论显得如此不确定。”于是,号称行动派的他们依靠大量发掘火星有水的实证,来累积更多火星地质变化的信息。

  在2008年6月石破天惊的发现后,同年7月末,NASA科学家再次宣布,“凤凰”号探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生。

  在“凤凰”号之后,“好奇”号承继了火星找水的衣钵。2013年3月,“好奇”号发现火星岩石中存在水合矿物质的可靠证据,而且对它挖掘出的泥岩岩石粉末样本进行分析表明,火星远古时期的环境状况适宜微生物生存。

  2015年9月,NASA在火星上首次发现了存在液态水的“强有力”证据。这是一种“高浓度咸水”,会在最和暖的季节出现。而人类在火星上“跟着水走”的探索,至此有了一个确凿的验证。

  在这些考察中,科学家逐渐明白,在漫长的时间里,火星的确丢失了它的水。加州大学研究人员的分析认为,可能在第二次海洋出现后的100万年内,火星的水又重新冻结成冰,再次存于地下;或者变成水蒸气,逐渐蒸发到大气。天文学家甚至可以计算火星散失的水量,倒推出火星上曾经含有的水量。

  直到现在,有关火星上水的起源、丰度和历史都还存在争议,科学家仍然不会放弃追问“火星上的水都哪去了”。从温暖到极寒;从潮湿到干燥,这其中的转变究竟是如何发生的?或许人类要真正踏上火星土地之后,这些问题才能得到解答。 

(责任编辑:王蔚)

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