最快最全解读火星观测到液态水湖！火星移民不是梦(2)

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。

　　雷达回波探测到的液态水体(图中黑色三角形圈出的地区)

　　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?

　　延伸阅读：火星找水全记录

　　进入航天时代以来，美国人毫无疑问是火星探测的宠儿。他们不仅保持着极高的成功率，而且接二连三的重大科学发现使美国至今保持着全球深空探测的领导地位。

　　1976年着陆火星表面的“海盗1号”和“海盗2号”是火星生命探索的先驱，其主要目标是探索火星上有无生物，希望通过生物科学实验直接确定火星红色土壤中是否存在生命，但结果并没有获得火星生命的证据。

　　进入新世纪以来，人类先后发射环绕火星的轨道器、着陆在火星表面的着陆器、巡视探测的火星车，开展了高分辨率的地形地貌成像，并运用了雷达探测、光谱、质谱和中子分析等多方面探测手段，获得了流水侵蚀、河流冲击扇和三角洲等地貌特征，发现了水成矿物和盐湖沉积、沉积岩石地层，以及极地冰盖、大气中的甲烷和水蒸气等系列证据，证明火星表面曾经有过大规模的水体活动，暗示火星曾经有过适宜生命繁衍的环境特征，并可能发育过生命。

　　2001年，奥德赛号发现水流痕迹：奥德赛号的全称是2001火星奥德赛探测器(2001 Mars Odyssey)，于2001年4月7日发射升空，同年10月24日到达火星轨道。这是一颗环绕火星进行探测的轨道器，利用火星大气阻力进行减速以进入环绕火星轨道。2002年1月，奥德赛号气阻减速完成，同年2月19日开始科学任务。

　　奥德赛号耗资约2.97亿美元，由洛克希德·马丁公司研制，主要承担火星探测漫游者(机遇号和勇气号火星车)、凤凰号着陆器与地球之间的通信中继任务，同时探测数种元素的全球分布及其含量，寻找火星表面水与火山活动的痕迹。

　　2003年，机遇号和勇气号发现粘土矿物：机遇号和勇气号是一对“孪生兄弟”，于2003年年中发射升空，2004年1月降落在火星，最初“工作任务”是完成3个月火星探险，到2013年8月已离开地球10周年。勇气号于2010年停止工作，而机遇号依旧孜孜不倦，不断发回探测成果。

　　2013年5月，机遇号火星车在一块岩石中分析发现了丰富的粘土矿物。粘土矿物是水与岩石发生长期反应，导致岩石的化学成分发生重大改变而形成的，这说明曾经有大量的水流经并浸泡这块岩石。

　　这块名为“埃斯佩朗斯6号”的岩石表面覆盖着尘埃和杂质，机遇号一共尝试了7次，才磨掉表层物质，进而分析石块内部的物质组成。这块岩石中的粘土矿物富含铝，非常类似于地球上的微晶高岭石，说明当时流经岩石缝隙的水是中性的。埃斯佩朗斯6号形成于火星历史最初的10亿年，是机遇号检测过的最古老岩石。

　　机遇号此前分析过多块岩石，虽然也都发现火星曾经有过湿润环境，证明火星上曾经有过水体活动。但是，这些水体大多是酸性的，而生命的进化和繁衍需要一个中性的环境，在酸性环境中很难通过化学反应转化为生命。此次，机遇号发现可饮用的中性水，成为可以支持生命诞生的重要证据。