 2018年7月25日，欧洲航天局在“科学”杂志上发表了一篇报告，根据火星快车探测器雷达回波的数据，正式证实了火星南极地区冰层和尘埃层下存在液态水湖泊。被无数科学家所预测的猜想，终于得到了证实，这颗离地球最近的红色邻居，这颗被无数人视为星际殖民首选目标的行星，终究没能逃脱“灌水”的命运。 本文作者：Saturn V，已经为其开启独立赞赏账户。 简介视频，来自WT字幕组 火星曾经拥有星体表面液态水早已是共识，通过环火卫星可以清晰的看到行星表面普遍存在大量干涸的河谷网络和巨大的河流通道，同样火星表面着陆器和探测器也发现了只能在液态水存在下形成的矿物质，间接证明了火星甚至曾存在海洋。但是在这个星球46亿年的历史中气候已经发生了巨大的变化，因为种种原因火星失去了保护液态水的稠密大气层，大量水蒸发到太空中或以冰的形式存在于火星两极，时至今日液态水已不可能在火星表面存在，因此科学家开始将目光转移到地下。事实上早在15年前火星快车探测器获得的早期观测结果中便已发现，行星的两极存在水冰混合物，且还被深埋在散布着灰尘的岩石层下方。 现在的火星（左）和曾经的火星（右） 火星极地冰盖底部存在液态水并非单纯臆想，而是有着充足的理论支持的推断。原因在于水的熔点会随着压力的增大而下降，正如地球上的冰山底部很容易形成液态水，使这些冰山脱落一样，在火星两极巨大的冰岩灰混合物的压力下也非常有可能存在熔点大幅度降低的液态水。此外正如下大雪的时候环卫工人会撒盐降低雪的熔点一样，火星上含盐量很高的土壤也会进一步降低水的熔点，使得水即使在低于冰点很多的温度下依然能保持液态。 哈勃拍摄的火星北极冰盖随季节的变化 为了能在火星轨道上大面积探测可能的地下液态水，火星快车探测器上配备了名为MARSIS的雷达探测装置。MARSIS是英文Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding的首字母简写，大致可译为“火星先进地下和电离层探测雷达”，相比较可视光，波长更长的雷达波可以不被火星大气中的尘埃所干扰，更能直接穿透火星地表的土壤探测地下的构造。MARSIS采用的地面穿透式雷达通过向地面发送低频雷达脉冲，并计算雷达波反射回探测器的不同时间以及具体强度，来绘制出地表下逐层的构造。由于不同物质的属性会影响雷达波返回信号，通过对比发出信号和接收信号的变化，便可绘制出映射地下地形的高分辨率图像。 MARSIS工作原理 以此原理为基础，MARSIS在火星南极193°E, 81°S大约200千米宽由多层冰和尘埃组成的区域内，发现在沉积物下方深度约1.5千米，宽度约20千米的区域内出现特别“明亮”的雷达反射。考虑到层状沉积物的组成和地表下的预期温度分布，在排除了其他所有可能后，ESA的科学家们认为这个明亮的区域为冰和稳定液体水的交界面，一个充满饱和盐颗粒沉积物的交界面。另外通过对MARSIS的雷达精度分析，得出该交界层至少有几十厘米厚，不然不会被MARSIS的雷达所探测到，同时这也意味着更多更小的，无法被MARSIS探测到的液体水应该广泛存在于火星两极广袤的冰层下。 雷达扫描区域相对冰川位置 所发现地下液态湖泊位置（图中黑线圈出） MARSIS得出的决定性数据，可以看到明显的反射波强度增幅 火星存在液态水了，不过这意味着什么呢？众所周知液态水是生命存在的必要前提，而液态水的存在标志着红色星球终于过了生命诞生的第一关考核。当然这里说的不是什么火星异种或者变形金刚，而是类似地球上生命力最强大的生物——细菌。这些占据每个人身体质量1%-3%的生物有着超级顽强的生命力，在酷似火星两极冰层的地球南极冰层下，在这个人类认为不可能存在生命的极端黑暗，极端严寒，完全没有阳光照射的环境下，依然存在有大量细菌。在2017年Nature Geoscience杂志便公布在南极西部冰盖下的湖泊中发现以吸食甲烷为生的细菌，而这只是冰山一角，庞大的湖泊中甚至可能有自己独特的生态系统和食物链，生物顽强的适应能力远超人类的想象。 同样火星上的含盐量极高的液态水也很适合嗜盐菌，这些生活在诸如硫磺，死海和盐矿晶体等极端盐环境中的细菌很可能是地球上最古老的生命形态。正如其名，对于其他细菌来说致命的高盐含量恰好是嗜盐菌热爱并繁殖的温床。换句话说，曾经满是海洋的火星非常有可能诞生过细菌，而后这些细菌非常有可能可以通过自身爆表的适应能力躲过火星气候的变化，地表水的蒸发，并现如今存在于火星两极冰层下含盐量极高的液态水中，就比如这次发现的交界层。可以毫不夸张地说MARSIS的发现，为火星曾经存在乃止如今仍然存在生命提供了有力的旁证，让人类距离第二次“创世纪”又近了一步。 嗯，差不多就是这样的细菌 对于民众来说火星这杯“盐水”是新闻，但对于科学家来说这恐怕是科学研究的最好诠释。作为MARSIS载体的火星快车探测器是2003年发射的，距今已经足足在火星轨道工作了接近15年，仅次于NASA的火星奥德赛号探测器。当火星快车从拜科努尔发射场升空时，恐怕没有一个人会想到有朝一日这颗仅666千克的探测器会带来如此重磅的科学发现。事实上本次的雷达数据是MARSIS在2012年5月至2015年12月之间获得的，也就是说为灌这一杯“水”，处理分析庞大的数据用了整整2年半，也难怪欧洲航天局会兴奋不已。借用星际穿越里的一句话，科学家们不过是一群在无限重复同一个计算，并祈祷能成功一次的人罢了。 迄今为止人类所有火星探测器的统计图 （全文完） 文末彩蛋，附送昨天的猎鹰9发射第七次铱星任务视频，至此，二代铱星星座的部署已接近尾声，一款火箭打齐一个星座的野望终于成真，铱星公司在二代铱星发射中进行了一次豪赌，公司并未购买发射保险，而用这些钱购买了一批 备用卫星（冗余一次发射），现在星座部署即将结束，发射保险一分没交，星座如期完成，10颗备份星留在地面以备不时之需，和SpaceX一起可谓双赢局面；不仅如此，有人在推特上询问铱星负责人Matt Desch将8次发射合同交由SpaceX的是不是为公司大概能节省了3.2亿美元？（每次省4000万）负责人Matt Desch的回答是——“It was more than that.”。 其实火星有液态水这个新闻最大的收益者搞不好就是SpaceX！ |
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