如果这一发现得以确认,该地下湖将是在火星上发现的首个液态水体。

 

数十亿年前的火星比现在更加温暖潮湿

 

  近日,科学家在火星南极附近发现了疑似大型盐水湖存在的痕迹,一旦得以确认,这将会是在火星上发现的首个液态水体,也将成为寻找火星生命存在关键的重要里程碑。意大利博洛尼亚国家天体物理学研究所研究员罗伯特·奥洛塞(RobertoOrosei)在接受采访时说,“在这片区域,我们有可能找到火星生物存在的印迹,但我们并不确定这一区域是否适合生物栖息。”在地球上,类似的冰下湖是微生物繁衍的家园。
 
  奥洛塞带领的意大利研究小组在2018年7月25日的《科学》杂志上发表了他们的最新发现:他们在欧空局(ESA)发射的“火星快车”探测器收集的雷达数据中发现了地下湖可能存在的证据。
 
  另有人称,地下湖的发现引人注目,但正如火星上存在水的发现一样,这些发现都极具争议,需要有更多的支撑证据。美国宇航局(NASA)喷气推进实验室研究员杰弗瑞·普劳特(Jeffrey Plaut)就认为现在的结果尚未板上钉钉,而这位行星科学家也曾使用过火星快车收集的数据来寻找水的存在。
 
  如果地下湖的存在能够在未来的研究中得到进一步确认,那么火星研究将开辟一条全新的探索之路。当下的研究者对冰层下的地下湖的研究主要集中在地球和木星的欧罗巴卫星,在火星上则尚未有任何相关研究计划,而最新发现极有可能打破这一状况。“这开启了火星研究的新航线,让人十分振奋。”NASA首席科学家吉姆·格林(Jim Green)如是评论。

 

诱人的线索

 

  目前看来,水存在的痕迹遍布火星,形式多样,是由数十亿年前火星温暖和潮湿的气候所致。火星探测器就曾在多处检测到地下冰川等不同形式的冰的存在;航天器也曾拍摄到发生季节性改变的陡坡表面,看上去就像是液态水沿坡流淌留下的黑色印迹;NASA的好奇号探测器亦曾在火星大气层中检测到水蒸气的存在。
 

火星南极高原上的雷达信号轨迹显示了可能存在地下湖的地理位置

 

  奥洛塞及其研究小组此次的研究数据来源于名为MARSIS的雷达系统,该系统搭建在欧空局发射于2003年的火星快车上,其工作原理是通过无线电波被地表层和亚地表层反射的雷达信号来判断地表物质类别(如岩石、冰和水等),而目前的研究主要集中在覆盖于火星南极的冰和尘埃层。
 
  然而令人困惑的是,并不是每一次观察结果都是可重复的。火星快车虽能从部分地点检测到强反射信号,但当探测器再次从这些地点上空飞过时又接收不到同样的强信号。2012年,研究人员决定直接让MARSIS将采集到的原始数据发回,而不再像以前一样在将数据发回地球前对数据进行自动化处理。“这一决定改变了一切,对原始数据进行分析显示强信号十分明显。”奥洛塞如是说。
 
  原始数据显示,强信号来自长20公里的火星南极高原,在排除掉诸如二氧化碳冰等可能性后,研究者得出强反射信号来自地下水的结论。

 

距地深度探索

 

  地下湖距离火星表面大约1.5公里,至少1米深。奥洛塞表示,该湖能够保持不结冰的状态,那么湖水含盐度应该极高,浓度可能与2018年在加拿大北极发现的超咸地下湖相近。该湖底部的富盐岩石溶于水可以维持湖水的液态,艾伯塔省大学冰川学家安雅·卢缇肖瑟(Anja Rutishauser)对此如是解释。火星上形成盐水的主要成分可能是高氯酸盐,2008年,NASA发射的“凤凰”号探测器就在火星北极冰层附近的土壤中发现了高氯酸盐。
 
  过去火星上可能还曾有过许多这样的盐水湖,这些盐水湖的形成可能是由火星内部的热量传递到表面所引起的两极地区冰层融化所致。美国行星科学研究所行星科学家史蒂芬·克利福德(StephenClifford)就曾在1987年提出这一猜想,并在此次采访中说到,如果生命曾在远古地下湖泊中繁衍生息,那么最近的新发现则为火星上目前依旧存在生命这一观点提供了支撑依据。
 
  蒙大拿州立大学的生物地质化学家约翰·普里斯克(JohnPriscu)则提出,只要湖水咸度适宜,加上已有的液态水和可以供能的合适化学物质,火星地下湖就可能具备生命存活所需的所有元素。但要想深入地下湖展开研究并不容易,普里斯克和他的研究团队就计划在2018年下半年对南极洲冰层下的默瑟湖开展研究,为此他们需要用大量拖车花费数周时间将数以吨计的设备和燃料横跨南极洲冰层拉到该湖所在的偏远地区,“这些东西目前根本没有办法运到火星上去。”普里斯克说。
 
  但在已有的研究基础上,科学家们还可以使用探测器来探索了解更多信息。格林指出,计划2018年11月在火星赤道附近着陆的“洞察”号探测器将对距离地表5米处的区域进行热流监测,研究人员可以使用这些数据来推断南极极冠下会涌出多少热能来融化冰层并形成更多潜在湖泊。
 
  奥洛塞还提到,他的研究团队还在数据中看到了其他强反射点,但这些点是否也是湖泊目前尚无定论。普劳特则在采访中指出,NASA发射的火星侦察卫星探测器也曾探查过火星南极高原,但其搭载的雷达并未监测到这些强反射上的雷达,而未来应用该雷达及MARSIS系统开展的相关研究将有助于揭示出这些强反射点的真实面貌。是液态水还是其他物质,我们拭目以待。

 

资料来源 Nature

责任编辑 彦隐