Science:火星发现首个地下湖泊 富含盐分不适宜生命

[ 录入者:zhangms | 时间:2018-07-26 15:20:14 | 作者:叶子 | 来源:新浪科技 | 浏览:973次 ]

新浪科技讯 北京时间7月26日凌晨消息,据国外媒体报道,科学家利用位于火星轨道上的穿冰雷达,在火星南极冰盖下方深处发现了首个液态水湖泊。这个湖泊可能温度极低,且富含盐分,并不适宜生命存活。但这项发现必将加强对火星地下水的搜寻,日后有可能会找到更宜居的湖泊。“这一结果令人大为激动,首次表明了火星上存在盐水层。”美国西南研究所的地质物理学家戴维·斯提尔曼(David Stillman)指出。

帝国理工学院的地质物理学家马丁·西埃格特(Martin Siegert)指出,这个火星湖泊很类似格陵兰和南极冰层下方几公里处众多相互联结的湖泊中的一个。西埃格特正带领着一支团队,试图钻透冰层、一直下钻到南极洲西部地下的埃尔斯沃思湖(Lake Ellsworth)。但火星地下深处湖泊的形成过程可能与地球上有所不同。西埃格特表示:“这将在火星上开启一片非常有趣的科研领域。”

科学家认为,数十亿年前、当火星大气比如今更稠密、更温暖时,火星表面一度有过液态水流动,雕琢出的水径沟渠至今可见。但如今的火星大气压过低,因此火星表面的水均会蒸发殆尽。不过在极地冰盖和次表层积冰中,水仍能以冰的形式存留下来。2003年发射的欧空局“火星快车号”轨道探测器上搭载的“火星次表层和电离层探测先进雷达”(MARSIS)对部分积冰进行了测绘。MARSIS雷达的作用机制是,向下方发射射电波脉冲、并接收反射。有些射电波会在地表发生反弹,有些则能向下穿透达3公里,当遇到两个差别明显的地层时、便会反射回来,如冰和岩石的相接处。

在任务开展几年后,MARSIS任务的科学家们开始在火星南极冰盖下观察到又小又明亮的反射现象,且亮度颇高,说明冰层下方不仅是岩石、还有液态水。但研究人员对这一信号的真实性有所怀疑,因为在有些轨道路径上能观察到、有些则观察不到。

后来该团队意识到,该探测器的计算机为减小数据流体积、会将各像素取平均值,导致部分亮度异常被抹去。“这一现象就在我们眼皮子底下,我们却没观察到它。”意大利国家天体物理研究所的MARSIS任务首席调查员罗伯托·奥罗塞(Roberto Orosei)表示。

为解决这一问题,该团队在“火星快车号”探测器上安装了一枚记忆芯片,用于存储探测器飞过关键地区时、短短时间内收集的原始数据。在2012至2015年间,该探测器从火星南极上方飞越了29次,最终证实了这些明亮反射块的存在。其中最明亮的一块位于南纬9度、冰层下方1.5公里处,直径约20公里。

光有雷达亮度还不足以证明它们是由液态水反射的。另一条线索为反射材料的电容率,即在电场中储存能量的能力。水的电容率高于岩石和冰。要想计算出电容率,就要知道由这些明亮的斑块反射回来的信号强度,但研究人员并不知道确切数值,只能估算。不过他们发现,这些板块的电容率的确比火星其它地方都要高,并且与地球上的冰下湖泊相似。虽然该团队无法测量这层地下水的深度,但奥雷塞称,它的深度应该相当可观。

不过,并非每个MARSIS团队成员都对此确信不疑。“要我说,这种解读貌似合情合理,但还算不得板上钉钉。”NASA喷气推进实验室的MARSIS项目首席研究员杰弗里·普劳特(Jeffrey Plaut)表示。他并未参与此次研究论文的编写。

毕竟,要解释火星南极的水从何而来并非易事。在地球的极地地区,上方冰层所受的压力使其熔点降低,再加上地热从下方进行加热,导致冰层融化、形成冰下湖泊。但火星内核缺乏活跃的地质活动,几乎不会产生地热。再加上火星重力微弱,1.5公里厚的冰层不会使熔点下降太多。奥罗塞怀疑,其中所含的盐分、尤其是此前在火星土壤中发现的高氯酸盐,也许可以降低冰层熔点。他表示:“这是我们的主要推测。”

有了丰富的盐分、再加上低至零下数十度的低温,此次发现的火星湖泊中存在微生物的可能性并不大。斯提尔曼指出:“如果火星生命和地球生命类似,那么这里对它们而言就太冷、太咸了。”但他也表示,研究人员将对其它冰层下的湖泊展开搜寻,看看这些湖泊是否联结在一起,并寻找更深处是否还有其它湖泊。

巴黎萨克雷大学的瓦莱丽·西亚雷蒂(Valèrie Ciarletti)指出,在纬度更低、温度更高的地区,或许也能发现湖泊。这些地区更适宜火星微生物存活。“若能在极地冰盖之外的地下深处发现液态水,必将是一项惊人的大发现。”(叶子)

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责任编辑:zhangms

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