火星上存在地下水的希望破灭了

来源：中国数字科技馆

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图为火星南极。德克萨斯大学奥斯汀分校的一支研究团队发现，2018年在火星南极盖“发现”的液态水极有可能是火山岩造成的雷达反射。（图片来源：ESA/DLR/FU Berlin）

来自德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员的最新研究显示，之前关于在火星南极冰盖下检测到液态水的发现可能是一次误判。

2018年，科学家们在火星极盖下发现了明亮的雷达反射区域并认为这是液态水造成的。然而，2022年1月24日发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）的一项新研究却发现，当时收集到的雷达反射信号与火星表面火山平原的反射信号相一致。

研究人员认为他们得出的埋在冰下的火山岩的结论用来解释2018年的发现更加合理；另外，早前科学家们计算后也认为火星寒冷而贫瘠的南极区域不具备维持液态水存在的客观条件。

来自德克萨斯大学地球物理研究所（UTIG）的行星科学家Cyril Grima介绍：“要想在火星近地表区域维持液态水存在，需要同时满足极高的盐度以及非常强的当地热源这两项条件；但据我们所知，这片区域不存在这样的条件。”

在Grima补充了一幅火星表面冰原的虚拟雷达图后，关于南极液态水的误判便明了了。图片展示了雷达在穿过一英里厚的冰层后显示的火星地貌，借助于它，科学家们可以将极盖下的观测图像与火星各处的雷达反射特征作对比。

覆盖1.4公里厚冰层（体积杂质率10%）的火星表面相对基础回波强度。（图片来源：Cyril Grima等）

Grima注意到类似南极观测到的那种明亮反射在火星各纬度都有分布。有足够多的证据表明，这些明亮反射区域是火山平原。

在地球上，富含铁的熔岩流可以形成能够呈现类似雷达反射图像的岩石，此外还包括干燥河床中的矿床。Grima说到，无论如何，搞清楚南极观察到的物质是什么有助于了解火星的历史。

雷达透过一英里厚的冰层得到的火星地形图。德克萨斯大学奥斯汀分校行星科学家Cyril Grima搭建了一个被冰层覆盖的火星的计算机模型，并观察了冰层对雷达图像的影响。结果显示该条件下火山平原（红色部分）反射出类似液态水的雷达信号。这一新发现挑战了2018年关于火星南极盖液态水的发现。（视频来源：Cyril Grima）

尽管南极盖下可能不存在液态水，但包括极盖在内的火星其它区域仍然有大量的水冰。事实上，这项新研究暗示火星曾经更加潮湿。

约克大学火星地质物理学家Isaac Smith认为这一明亮的雷达特征是岩石被水侵蚀后形成的一种粘土。2021年，没有参与上述两项研究的Smith发现地球上形成的这种粘土反射出明亮的雷达信号，与2018年在火星南极区域发现的亮斑类似。

Smith评论道：“我认为Grima的研究发现的妙处在于，它在否定了火星南极盖下存在液态水的同时，还为我们提供了有可能存在古湖泊和古河床的位置的确切坐标，以及可以用来检验火星如何在数十亿年间变得干燥的假说的依据。”

Grima的地图基于MARSIS三年间收集到的数据建立，这是搭载于欧空局2005年发射的“火星快车号”上的一台雷达设备，已经收集了海量的火星数据。Grima与法国Grenoble环境地球科学研究所的研究员Jérémie Mouginot合作，计划进一步挖掘MARSIS采集的数据以期获得新的发现。对Smith而言，这项研究是科研过程中生动的一课，它对火星和地球同样重要。

德克萨斯大学奥斯汀分校Jackson地质科学学院的Smith表示，“科学并不总是一蹴而就，行星科学领域更是如此，因为我们研究的是那些未曾有人踏足的、绝对依赖远程探测设备的地方。”

Grima和Smith目前正投身一项利用雷达在火星上寻找水的新任务中，这项任务既是人类未来选择火星着陆点的依据，同时也是搜寻火星生命遗迹的支撑。

翻译：张宇哲

审校：董子晨曦

引进来源：德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）

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