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文章阅读:移民火星不是梦?人类首次在火星观测到液态水湖!
[同主题阅读] [版面: 地球与空间科学] [作者:buyongxie] , 2018年07月25日19:50:17
buyongxie
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发信人: buyongxie (), 信区: GeoSpace
标  题: 移民火星不是梦?人类首次在火星观测到液态水湖!
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Jul 25 19:50:17 2018, 美东)



火星距离地球最近约为5500万公里,最远达4亿公里,是太阳系中与地球最为相似的行
星,也是唯一经改造后适合大规模移民的星球。中国首次火星探测任务将于2020年实施
,将在一次任务中同时实现对火星“环绕、着陆、巡视”探测的目标。探测器发射后经
过约7个月巡航飞行,被火星捕获,环绕器环绕火星飞行后与着陆巡视器分离,然后进
入任务使命轨道开展对火星全球环绕探测,同时为着陆巡视器开展中继通讯。着陆巡视
器与环绕器分离后进入火星大气层,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力
减速,最后下降着陆在火星表面。火星车驶离着陆平台后,将对火星的形貌、土壤、环
境、大气等展开巡视探测。中国火星探测工程将使我国在探月工程之后,开展真正意义
上的行星探测。

2018年7月27日,恰逢火星大冲,火星与地球之间的距离达到最近,是从地球上观测火
星和发射火星探测器的绝佳时机。正当全球关注火星的时候,《科学》本周抛出火星研
究的新发现——火星南极冰盖下发现20公里宽的液态水体。

找水,是为了寻找生命
没有水,就没有生命。科学家一直在太阳系其他行星上寻找液态水,目的就是寻找外星
生命。

航天时代以来,人类对火星进行了45次探测,积累了大量的探测资料。火星,已经成为
人类除地球以外了解最为透彻的行星。火星探测器获得高分辨率图像,可以分辨出直径
30厘米以上的物体。根据这些资料,科学家发现,火星上有大量干涸的河谷和湖泊,这
些地貌证明,火星在历史上一定有过大量的江、河、湖、海。他们甚至在一条干涸的小
溪中发现了很多鹅卵石,据此推测出当时溪流的深度和流速。

历史上即便有再多的水,也不如现在去发现有没有水。于是,科学家发现了火星大气层
中含有少量水汽,而地表也发现了一些水冰。

冰再多,也不能繁衍生命,我们更希望能够发现液态水。于是,科学家在凤凰号着陆器
的着陆腿上,观察到了冷凝的水滴——露珠。火星夏季的赤道地区,在一些斜坡上,发
现了一些奇怪的暗色条纹,可能是融化的液态水,但只是季节性出现,这还不够。

地球的南北极有冰盖,火星上南北极也有冰盖。30多年前,就有科学家提出假设,认为
火星极地冰盖下面可能存在液态水体,但一直没有得到证实。

要有生命,就要有稳定的液态水体,但火星上一直没有发现。

本周的《科学》杂志,发表了意大利科学家Orosei领衔的团队的最新研究成果。他们分
析了火星快车号探测器的雷达数据,发现火星南极的冰盖下1.5公里深处,有一个巨大
而稳定的液态水体。



火星南极的冰盖下1.5公里深处,有一个巨大而稳定的液态水体。

极冷的天气,仍可能存在液态水体
地球上的南极,尽管年平均气温在零下60°C左右,但在冰层之下仍然有湖。

冰盖可以起到隔热保温作用,使湖水与寒冷的地表隔绝。地球南极的冰盖厚度达4.8公
里,冰层的压力可以降低水的冰点,冰盖底部的温度可以允许液态水体存在。

南极冰盖下面的液态水体,就是用雷达波探测到的。雷达主动发射电磁波,并接收反射
的回波。不同频率的电磁波具有不同的穿透能力,频率越低,穿透的深度越大。当电磁
波通过冰层向下传输时,它们会在不同物质之间的界面反射回波,如冰层与基岩、含水
的泥沙、液态水体之间的界面,都会反射回波。雷达沿着飞行轨道前进,不断地进行测
量,获得地下的图像。因此,雷达是探测地下物体的重要手段

现在,这种在地球南极证明有效的探测手段,被Orosei等应用到了火星上。由欧洲空间
局主导的火星快车号探测器,在火星上空已经环绕飞行了12年,上面正好搭载了一台低
频探测雷达。科学家们收集了2012年5月至2015年12月期间3年多的雷达探测数据,识别
出一个20公里宽的异常明亮的反射体,而且在多个飞行剖面都存在。他们排除了许多可
能的解释,最后认为,这个反射体唯一的可能,是液态水体或含水的饱和泥沙沉积。

新发现的液态水体位于火星南极,中心位于东经193°,南纬81°附近。通过定量分析
雷达信号发现,该特征的相对介电常数大于15,远远大于岩石和冰层的介电常数,而与
含液态水物质的介电常数相当。

火星南极比地球上的南极洲更寒冷。火星南极冰盖底部的温度约为零下68°C左右,因
此,1.5公里厚的冰盖下,是不可能存在纯净的液体水体的。但是,含盐的液态水体仍
然可以存在。

也就是说,这次发现的液态水体是一个盐湖,像前几次发现的液态水一样,仍然是卤水
。这是因为,如果在水中溶解了大量的盐,水的冰点就会低得多。在地球上就发现了这
样的盐水湖,在南极麦克默多干燥的山谷中,水的盐度为200。在那里,零下13°C,水
仍然没有结冰,仍然保持液态。相比之下,海水的盐度介于32和37之间,零下2°C时就
会结冰。

在火星表面,科学家此前已经发现了钠盐、镁盐、钙盐,水中如果含有这些盐类物质,
可以将水的冰点降低到零下74°C。当位于冰盖底部时,由于盐类的存在,液态水体可
以稳定存在。

天啊,74°C都不会结冰的水,该是多么浓的卤水啊。此前,凤凰号着陆腿上的露珠,
以及斜坡上季节性冻融的液态水,都证明水中含有盐类。

液态水体导致了南极冰盖移动吗


火星距离地球最远达4亿公里,是太阳系中与地球最为相似的行星,也是唯一经改造后
适合大规模移民的星球。中国首次火星探测任务将于2020年实施,将在一次任务中同时
实现对火星“环绕、着陆、巡视”探测的目标。

在这次的新发现中,科学家推测,火星南极冰盖下稳定的液态水体中,含有高浓度的高
氯酸盐。盐水可以与基底的泥沙混合形成污泥,或在基岩上形成局部的盐水池。这样高
浓度的盐水中,可能会有生命吗?我们仍然不得而知。根据我在青海看到的大量盐湖推
断,这些盐湖中,显然不可能有鱼这样的大型生物,但一些耐盐碱的微生物仍然是可能
的。

这次发现的液态水体很大,宽20千米,相当于中蒙边境的贝尔湖的大小。长白山天池宽
才3.37千米,显然要比天池大好几倍。随着中国、美国等国家开展新一轮的火星探测任
务,有望获得高分辨率的雷达探测数据,有可能探测到更小面积的液态水体。

与地球上的冰盖一样,火星极地冰盖也是经历了数千万年才累积起来的。冰盖的生长和
收缩,记录了火星的气候变化历史。这次在冰盖下面找到液态水体,对将来利用冰盖解
读火星气候变化历史十分关键。由于冰盖底部水的摩擦力降低,将使水的流速增加,从
而导致冰盖移动。火星冰盖的移动到底是什么原因导致的,是冰层的变形,还是冰盖根
本就没有移动?这一问题有待于未来的探测任务来回答。

对于那些质疑将来火星移民可能性的人,我想强调一下,目前至少可以明确的是,火星
上并不缺水。

很可能,人类移民火星不是梦。你,有这个打算吗?

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