火星軌道器探測到火星南部冰蓋下隱藏著一個巨大的液態(tài)水湖。在此之前,火星上有句話叫含水量極低且短。但如果得到證實,這個湖標志著首次發(fā)現這種液體的長期儲存。
印第安納州西拉斐特普渡大學的行星科學家布萊歐尼哈根說,“這可能是一個大事件,也是今天火星上可能存在生命的另一個棲息地?!?
7月25日,博洛尼亞國家天體物理研究所的行星科學家羅伯托奧羅塞(Roberto Orosei)和他的同事在《科學》雜志的網絡版上發(fā)表了一篇論文,報道稱該湖的直徑約為20公里,但湖水被埋在1.5公里的固體冰下。
奧羅塞和他的同事通過結合歐洲航天局火星快車探測器三年多的觀測結果發(fā)現了這個湖泊。火星探測器的MARSIS儀器代表了火星地下和電離層探測的先進雷達,它將雷達波瞄準火星以探測其地下。
當這些波穿過冰時,它們會被冰川中嵌入的不同物質反射。反射的亮度告訴科學家,反射物質——液態(tài)水比冰或巖石反射的光更亮。
結合2012年5月至2015年12月的29次雷達觀測,MARSIS在火星南極附近的冰層上發(fā)現了一個亮點,其周圍的反射面積要小得多。Orosei和他的同事考慮了對這個亮點的其他解釋,例如,表面二氧化碳冰的假想層上的雷達反射,但他們認為這些選擇要么不會產生相同的雷達信號,要么過于人為,不太可能發(fā)生。
這就留下了:的選擇,一個液態(tài)水湖。在南極洲和格陵蘭島的冰層下也發(fā)現了類似的湖泊。
“在地球上,沒有人會驚訝地斷定這是水,”奧羅塞說?!暗窃诨鹦巧献C明同樣的情況要復雜得多。”
這個湖可能不是純凈水。——冰蓋底部的溫度約為-68攝氏度,即使在這么多冰的壓力下,純水也會在那里結冰。但是大量溶解在水中的鹽可以降低冰點。在火星的其他地方也發(fā)現了鈉、鎂和鈣鹽,這可能有助于保持湖水的流動性?;舾f,這個水池也可能比水更渾濁,但它可能仍然是一個宜居的環(huán)境。
此前,科學家在火星土壤下發(fā)現了大量固態(tài)水冰。也有跡象表明液態(tài)水沿著巖壁流動(SN: 10/31/15,第17頁),但這些可能是微小的干燥雪崩。2008年,鳳凰號著陸器在北極附近看到了看似凝固的水滴,但這些水可能是著陸器自己融化的。
NASA行星保護官員麗莎普拉特(Lisa Pratt)說,“如果這個湖得到證實,將極大地改變我們目前對火星宜居性的認識?!?
奧羅塞說,盡管新發(fā)現的湖泊的深度仍不清楚,但它的體積仍然使之前火星上液態(tài)水的跡象相形見絀。這個湖必須至少有10厘米深,馬蒂斯才能注意到它。這意味著它可能含有至少100億升液態(tài)水。
“那太大了,”霍根說?!爱斘覀冋務撈渌胤降乃畷r,它是一點一點的?!?
火星上的冰下湖最早是在1987年提出的。自2003年火星快車開始環(huán)繞這顆紅色星球運行以來,火星探測隊一直在尋找它。這個團隊花了十多年的時間收集足夠的數據來說服自己這個湖是真實的。
在最初幾年的觀測中,航天器機載計算機的限制迫使研究小組在將數據發(fā)回地球之前平均收集了數百個雷達脈沖。Orosei說,這種策略有時會抵消湖泊的反射。在某些軌道上,亮點是可見的,但在其他軌道上卻看不到。
2010年初,研究團隊轉向一項新技術,該技術允許他們存儲數據,并以較慢的速度將其發(fā)送回地球。然后在2015年8月,就在觀察結束前幾個月,這項實驗的首席研究員、羅馬大學的喬瓦尼皮卡迪利意外去世。
“這是令人難以置信的悲傷,”奧羅塞說。“我們有所有的數據,但我們沒有領導力。球隊陷入混亂。
科羅拉多州萊克伍德行星科學研究所的行星科學家艾薩克史密斯說,這個湖最終被發(fā)現是“毅力和長壽的證明”,“在其他人放棄尋找很長時間后,這個團隊仍然在尋找?!?
史密斯說,但仍有懷疑的余地。他在美國宇航局的火星偵察軌道器上進行了另一次雷達測試,沒有發(fā)現湖泊的跡象,即使是在類似于電腦斷層掃描兩極的三維圖像中。也許MRO的雷達以另一種方式驅散了冰層,或者也許它使用的波長沒有深入冰層。MRO團隊將再次觀察,并試圖從MARSIS數據中創(chuàng)建一個三維視圖。他說,有一個具體的目標點是有幫助的。
史密斯說:“我預計會有爭論?!彼麄円呀涀隽俗鳂I(yè)。這篇論文寫得很好。但是我們應該做更多的后續(xù)工作。
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