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一文读懂:火星上首次发现液态水湖,人类移居火星还有多遥远?


火星南極附近地區發現液態水湖(異常明亮區域的地下1.5公里處左右)


1998年拍攝的火星照片


意大利研究人員25日發表在《科學》雜志的論文

綜合外媒7月25日報道, 意大利航天局當天宣布, 研究人員通過雷達在火星南極附近大約1.5公里冰層下, 探測到大量穩定的液態水體——是一個巨大的地下蓄水湖。 這是人類在火星上發現的第一個液態水湖, 這一重大發現刊登在25日出版的世界權威學術期刊《科學》雜志上。

長期以來, 科學家一直懷疑在火星極地的地下存在液態水, 但苦于沒有觀察到也無法獲得證據。

意大利科學家的最新發現, 可謂是人類對火星研究征途中史無前例的一大步。 英國《每日郵報》說, 這是一個里程碑式發現, 讓外星生命存在的可能性大大增強。

火星上有液態水湖, 對人類意味著什么?火星移民還有多遙遠?企鵝號“一文君”第一時間全面梳理了火星上首次發現液態水湖的資訊, 為您詳盡、深度解讀這一重大發現的方方面面。

1.意大利研究人員是如何發現火星上有液態水湖的?

有22位來自意大利航天局、各研究所和各大學的研究人員, 共同署名完成了在《科學》雜志上的這篇論文。

論文提到, 研究人員是通過可用于對地下和電離層進行探測的火星高級雷達(MARSIS)儀器, 對火星南極附近的Marsum Australe地區, 進行了探測調查。

這個火星高級雷達儀器, 是歐洲航天局的火星探測器“火星快車號”(Mars Express)上的低頻雷達。

意大利研究人員說, 火星高級雷達(MARSIS)儀器在2012年5月29日到2015年12月27日之間收集的雷達剖面圖表明:南極分層礦床冰層下方存在液態水。


“火星快車號”示意圖


火星高級雷達儀器示意圖


火星高級雷達儀器工作原理圖

研究人員說, 在火星南極附近、東經193°南緯81°, 一個直徑大約20公里、地下1.5公里左右的區域內, 雷達剖面圖出現異常明亮和明顯的地下反射, 而周邊的反射區域則要少得多。 雷達信號的定量分析表明:這種明亮的特征, 具有較高的相對介電常數(>15), 這一數值跟液態材料相匹配。

研究人員說:“我們將此特征解釋為火星上穩定的液態水體。 ”

火星高級雷達儀器的工作原理是:通過向火星地表和極地冰帽發送低頻電磁波脈沖,

并測量無線電波是如何反射回“火星快車號”探測器的。 而不同形態物質, 反射的電波信號并不相同。 此次最新發現, 是基于火星高級雷達儀器發射的脈沖帶來的29組雷達樣本, 建立起來的一個“信號急劇變化的地圖”。

“火星快車號”屬于歐洲航天局首次火星探測計劃, 2003年6月2日發射, 它包括兩部分:“火星快車號”衛星與“小獵犬2號”登陸器, “小獵犬2號”后來失聯、任務失敗。

2.有沒有可能不是液態水湖而是別的東西?

研究人員說, 目前在火星南極附近的Marsum Australe地區的雷達剖面圖表明, 它非常像地球上冰下湖泊的雷達剖面圖——類似于地球上南極和格陵蘭冰蓋下面的水體。

意大利研究人員在論文中, 排除了雷達剖面圖中異常明亮區域不是液態水湖而是其他原因的可能性。


火星可能是人類未來最適合移居的星球

研究小組副組長Nathaniel Putzig接受CNN采訪時說, 他們沒發現除了液態水湖之外的其他可能。 研究人員接下來會用火星高級雷達儀器獲得的數據, 來做三維成像, 屆時能更清晰明朗地得出結論, 也能幫助接下來在火星其他區域看看是否能找到類似的液態水湖。

美國媒體Wird的科普報道說, 表面上看, 只需讓火星高級雷達儀器發射電磁波到火星上, 然后看看有什么反彈就行了, 看起來很簡單。 實際上則要復雜得多——由于“火星快車號”并非固定不動, 它盯著此次發現液態水湖區域的時間和機會并沒有那么多,

這也意味著研究人員只能等到火星高級雷達儀器“碰巧”發電磁波給發現液態水湖的區域, 并定期監測和記錄電磁波的反射。

這一過程持續了三年多(2012年5月到2015年12月, 記錄到29次觀測數據), 直到2012年5月火星高級雷達儀器升級相關軟件、能獲得更詳細數據后, 研究人員才有機會了解到火星南極冰蓋下面真的有個液態水湖。

3.火星上的液態水到底是什么樣子的?

科學家認為, 盡管火星上發現的第一個液態水湖處于-68°C的超冷卻環境下, 但由于其含有鹽分熔點變低, 是液體形式的“淤泥狀”鹽水。

這一最新發現是人類迄今為止關于火星存在液態水的第一個證據, 科學家認為這是微生物生長發展的理想環境。


火星上這種地表也曾被科學家認為是曾有湖泊的一個證據


2012年“好奇號”火星探測器上面的“水滴”曾讓科學家欣喜若狂


火星上這種“溝壑”曾被科學家認為是被水沖刷的結果

科學家猜測,這一“令人驚嘆”的發現,或許能夠提供外星生命存在的首個證據,也讓人類未來移居火星成為可能——畢竟上面有液態水!

4.火星上發現的液態水湖能取出來喝嗎?


未來火星探測一個難點是如何采集火星上的液態水

澳大利亞悉尼大學航空航天工程師沃里克·霍爾姆斯說,未來人類發射的火星探測器,將“非常努力”地解決如何從火星液態水湖中采樣液體。

目前,人類發射的火星探測器,尚無能力通過現有發電技術將鉆頭鉆進火星南極地下1.5公里左右的液態水湖取水。

不過,霍姆斯對此非常樂觀。他說:“這(火星)是目前我們發現最好的(最適宜居住),我們在太陽系其他地方發現生命的機會很小。”

這也意味著,一旦解決了火星上的液態水獲取問題,人類移居火星就不再遙遠。

5.有水的火星上到底有沒有生命存在?

意大利天文學家Roberto Orosei博士說,火星上發現了液態水湖,但它的環境肯定不是理想的度假地點那樣,也不是魚可以游泳那種地方。

不過,在類似火星液態水湖的環境下,有些陸地生物是可以生存和繁衍的。

科學家目前無法確定火星上的液態水湖的水層深度,但研究人員估測它至少有1米。

科學家說,火星液態水湖跟地球上的液態水湖的相似性表明,火星存在一個地下水庫,這也意味著它擁有大量能夠容納微生物、外星生命的水。

澳大利亞天文學家Alan Duffy教授說:“這(意大利研究人員的發現)是一個驚人結果,表明火星上的水不像以前的發現那樣只是涓涓細流,而是能持久供應的水體。火星上的地下水可能被鎖定在巖層之下的湖泊中,或與火星土壤混合形成咸污泥,但無論哪種方式,直徑約20公里、1米深的液態水湖,表明火星上的水有很多,這是生命長期存在、生活的條件。

澳大利亞新南威爾士大學的微生物學家和天體生物學家Brendan Burns博士沒有參與這項研究,他說:“這一發現為火星南極冰層下方的液態水的存在提供了有趣證據。雖然火星表面目前不適合人類居住,但微生物生命能夠在火星液態水湖環境中生存下來,并在其中蓬勃發展,展現了一種非常迷人的可能性。”

來自澳大利亞國立大學天文臺的研究員布拉德塔克博士認為,火星液態水湖的水,可以被最終棲息在火星上的任何人當成“資源”來使用。

還有一些科學家并不客觀,比如美國科羅拉多大學科學家、美國宇航局前首席技術專家鮑比·布勞恩教授說:“我認為火星上的第一批人類不太可能鉆到幾公里。如果那是一個湖泊,我認為還有類似的水更接近地面。”

也有科學家擔心,人類對火星液態水湖的探索和利用,將讓原本生活在里面的動植物走向死亡。

火星上發現第一個液態水湖——在人類的太空探索和太空移民夢想中,可能再沒有比這個消息更讓人振奮的了!你說呢?(撰稿/小S)

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火星上這種地表也曾被科學家認為是曾有湖泊的一個證據


2012年“好奇號”火星探測器上面的“水滴”曾讓科學家欣喜若狂


火星上這種“溝壑”曾被科學家認為是被水沖刷的結果

科學家猜測,這一“令人驚嘆”的發現,或許能夠提供外星生命存在的首個證據,也讓人類未來移居火星成為可能——畢竟上面有液態水!

4.火星上發現的液態水湖能取出來喝嗎?


未來火星探測一個難點是如何采集火星上的液態水

澳大利亞悉尼大學航空航天工程師沃里克·霍爾姆斯說,未來人類發射的火星探測器,將“非常努力”地解決如何從火星液態水湖中采樣液體。

目前,人類發射的火星探測器,尚無能力通過現有發電技術將鉆頭鉆進火星南極地下1.5公里左右的液態水湖取水。

不過,霍姆斯對此非常樂觀。他說:“這(火星)是目前我們發現最好的(最適宜居住),我們在太陽系其他地方發現生命的機會很小。”

這也意味著,一旦解決了火星上的液態水獲取問題,人類移居火星就不再遙遠。

5.有水的火星上到底有沒有生命存在?

意大利天文學家Roberto Orosei博士說,火星上發現了液態水湖,但它的環境肯定不是理想的度假地點那樣,也不是魚可以游泳那種地方。

不過,在類似火星液態水湖的環境下,有些陸地生物是可以生存和繁衍的。

科學家目前無法確定火星上的液態水湖的水層深度,但研究人員估測它至少有1米。

科學家說,火星液態水湖跟地球上的液態水湖的相似性表明,火星存在一個地下水庫,這也意味著它擁有大量能夠容納微生物、外星生命的水。

澳大利亞天文學家Alan Duffy教授說:“這(意大利研究人員的發現)是一個驚人結果,表明火星上的水不像以前的發現那樣只是涓涓細流,而是能持久供應的水體。火星上的地下水可能被鎖定在巖層之下的湖泊中,或與火星土壤混合形成咸污泥,但無論哪種方式,直徑約20公里、1米深的液態水湖,表明火星上的水有很多,這是生命長期存在、生活的條件。

澳大利亞新南威爾士大學的微生物學家和天體生物學家Brendan Burns博士沒有參與這項研究,他說:“這一發現為火星南極冰層下方的液態水的存在提供了有趣證據。雖然火星表面目前不適合人類居住,但微生物生命能夠在火星液態水湖環境中生存下來,并在其中蓬勃發展,展現了一種非常迷人的可能性。”

來自澳大利亞國立大學天文臺的研究員布拉德塔克博士認為,火星液態水湖的水,可以被最終棲息在火星上的任何人當成“資源”來使用。

還有一些科學家并不客觀,比如美國科羅拉多大學科學家、美國宇航局前首席技術專家鮑比·布勞恩教授說:“我認為火星上的第一批人類不太可能鉆到幾公里。如果那是一個湖泊,我認為還有類似的水更接近地面。”

也有科學家擔心,人類對火星液態水湖的探索和利用,將讓原本生活在里面的動植物走向死亡。

火星上發現第一個液態水湖——在人類的太空探索和太空移民夢想中,可能再沒有比這個消息更讓人振奮的了!你說呢?(撰稿/小S)

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