?火星快車正在探索火星。Credits: ESA, INAF. Graphic rendering by Davide Coero Borga – Media INAF

撰文 | 鞠    強、金莊維

責編 | 呂浩然

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火星上是否有水？火星上是否有生命？火星能否作為人類移居地外的目的地？一直以來，科學(xué)家研究火星的一個主線就是“找水”。

此前，機遇號和好奇號已經(jīng)發(fā)現(xiàn)火星在數(shù)十億前存在水的證據(jù)。但是，相比“曾經(jīng)”有水，我們更關(guān)心的是火星上現(xiàn)在有沒有水。科學(xué)家曾在火星南北極發(fā)現(xiàn)了巨大的冰蓋，也在火星表面發(fā)現(xiàn)過少量液態(tài)鹵水，但是火星上是否存在大量的液態(tài)水卻一直是個謎。

2018年7月25日，由意大利多家研究機構(gòu)組成的團隊利用雷達探測火星極地的冰蓋后發(fā)現(xiàn)，在火星表面以下1.5公里深處，存在著一個液態(tài)湖泊，跨度長達20公里。該研究在2018年7月25日發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

研究者使用了歐洲空間局的“火星快車”（Mars Express）對火星南極地區(qū)的冰層進行研究?；鹦强燔囉?003年發(fā)射升空，上面搭載的雷達（MARSIS）可以對火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行觀測——MARSIS發(fā)送的雷達脈沖可穿透火星的表面和冰蓋，并對這些無線電波的傳播及反射進行監(jiān)測，而脈沖的反射特征能為火星表面以下的情況提供信息。

這次發(fā)布論文的研究小組使用的就是探測器在2012年5月到2015年12月之間獲得的數(shù)據(jù)。在這段時間里，火星快車對一個名叫“南極高原”（Planum Australe，它位于火星南部的冰蓋中）的區(qū)域進行了29次觀測。此前的數(shù)據(jù)并未顯示出該區(qū)域擁有任何不尋常的地形特征。

?火星快車工作示意圖。圖片來源：ESA

根據(jù)雷達探測的結(jié)果，科學(xué)家認為這個地下水域的溫度很低，最高不會超過-10℃。純水在這樣的溫度下會結(jié)冰，而如果水中含有鹽分，水的凝固點就會降低，最低可以達到-74攝氏度?？茖W(xué)家認為，這個水區(qū)中會含有在火星表面發(fā)現(xiàn)的鈉、鎂和鈣，溫度大約在-10℃到-20℃之間。

?左圖：此次研究的目標區(qū)域；中圖：亮度最高的藍色區(qū)域為存在地下湖泊的區(qū)域，其中每一條線代表一次探測雷達掃過的區(qū)域；右圖：火星地表下1.5千米處的藍色區(qū)域為疑似存在湖泊的區(qū)域（圖片來源：ESA）

火星極蓋下存在可能的液態(tài)水無疑是一個令人激動的重要發(fā)現(xiàn)。而且，更令科學(xué)家期待的是，這樣的湖泊也許不止一個，因為科學(xué)家在其他地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了類似的高亮區(qū)域。科學(xué)家因此猜測，也許火星南極地區(qū)地表下存在類似地球上的南極洲冰蓋下的湖泊系統(tǒng)。

當務(wù)之急是證明這次發(fā)現(xiàn)的火星地下湖泊真的存在。目前，除了歐洲空間局的火星快車外，NASA的火星勘測軌道器（MRO）也在對火星進行研究。但是，MRO上搭載的雷達SHARAD卻沒有發(fā)現(xiàn)類似的信號。目前來看，這主要是由于兩臺雷達工作的波段不同。因此，MRO暫時無法證實這篇論文的結(jié)論，當然也無法否定。中國將于2020年實施的火星探測計劃中攜帶的雷達的工作波段介于以上二者之間，因此有望獲得確認這一發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵證據(jù)。

如果最終被證明是真的存在的話，那就會提出一個更令人期待的問題，就是這個地下湖泊是否適合生命存在。目前來看，雖然這里的環(huán)境看起來對生命不太友好，但是并非一定不可能。今年4月，一個研究團隊就在Science Advances上發(fā)表論文，宣布他們在一個位于加拿大的北極地區(qū)的地下鹽湖中存在微生物。寒冷，地下，鹽湖，這些特征與此次發(fā)現(xiàn)的非常相似。

研究人員表示，為了證實這一發(fā)現(xiàn)，他們需要讓一個機器人到達湖泊的位置，鉆透1.5公里的冰層。但現(xiàn)有技術(shù)還無法完成這項任務(wù)。

參考資料：

1.R. Orosei et al., Science 10.1126/science.aar7268 (2018)

2.https://www./science/archive/2018/07/lake-mars-water/565988/

3.https://www./pub_releases/2018-07/aaft-hro072318.php

4.https://www./space/moon-mars/a22541370/underground-lake-liquid-water-mars/