火星上真的有水吗?

由:莎拉Dowdey罗伯特·兰姆

几十年来,像埃库斯·查萨姆这样的地理特征吸引了科学家和梦想家们的想象力。是火星水在火星表面蚀刻了这些山谷吗?查看更多火星照片。"width=
几十年来,像埃库斯·查萨姆这样的地理特征吸引了科学家和梦想家们的想象力。是火星水在火星表面蚀刻了这些山谷吗?查看更多火星照片。
ESA / /盖蒂图片社的消息盖蒂图片社

对许多地球人来说,2008年不是太多就是太少.在干旱和洪水在这个星球上,许多人忙得不可开交,其他人则盯着天气就像凤凰号一样火星着陆器在我们的姐妹星球着陆。

在19世纪,当天文学家在火星表面瞥见他们认为是运河的东西时,人类的想象力变得疯狂起来。科学家们一直在思考这颗红色星球上存在生命的可能性,而艺术家和像赫伯特·乔治·威尔斯(H.G. Wells)这样的梦想家则将这一概念进一步深化,在他1898年出版的《世界大战》(War of the Worlds)一书中,想象着火星征服地球的场景。几十年过去了,科学发现降低了我们的预期,但问题依然存在火星能养活生命吗,能养活人类殖民地吗?这两种情况都依赖于液态水。

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2005年,在14次成功的火星任务之后,这些问题仍然很普遍美国国家航空航天局推出了火星勘测轨道飞行器进入太空。但是,当科学家将人造卫星拍摄的火星高分辨率3d图像与1999年的图像进行比较时,他们注意到一些不寻常的事情。在其间的岁月里,沟壑中形成了一系列明亮的沉积条纹。由于山洪会侵蚀土壤,并在地球上留下新的沉积物,一些观察人士认为,他们终于有了强有力的证据,证明火星上存在液态水,从而有可能存在生命。

因为我们所知道的生命——即使是最奇异的生命——都依赖于液态水,科学家们认为液态水对于地外生物来说也是必不可少的。火星上充满了水,但大部分(如果不是全部的话)是冻结的或蒸汽形式。例如,冰覆盖了地球的两极,一片片的冰覆盖在火山口的沙丘上[来源:喷泉].

但直到火星勘测轨道飞行器开始绕火星飞行,凤凰号火星登陆器着陆之前,大多数人都认为,如果火星曾经有液态水,那么它已经有一段时间了。这颗行星的大气和温度使液态水的想法似乎是不可能的。这颗行星非常干燥,它与太阳的距离使温度保持在22到-124华氏度(-5.5到-86.7摄氏度)之间。

然而,火星上的液态水不一定与地球上的液态水相同。例如,如果水是高酸性的,它的冰点就会较低,可以在寒冷的气候中保持液态[来源:洛薇特].

但是火星上的液态水从何而来呢?还有什么原因导致了这些储存条纹?饥渴的读者们,请翻到下一页寻找答案。

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火星勘测轨道飞行器

高分辨率成像科学实验(HiRISE)相机捕捉到了火星上沟渠的图像。"width=
高分辨率成像科学实验(HiRISE)相机捕捉到了火星上沟渠的图像。
美国航天局/喷气推进实验室/亚利桑那大学

虽然储藏条纹的突然出现令许多科学家兴奋不已,但也有人开始质疑山洪暴发理论。对其中至少一条沟壑的进一步分析表明,它的形状与快速流动的水流不匹配。这些沉积物手指状的形状表明一些干燥的颗粒状物质,比如细粒的沙子,冲过山谷[来源:洛薇特].

然而,这些沟壑的形状并不能完全排除其中有液态水的可能性。即使沟壑是由沙子雕刻而成,潮湿的环境也可能引发滑坡,或者少量的水可能与泥土和沙子混合形成泥浆[来源:洛薇特].

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最先让科学家推测的图像来自高分辨率成像科学实验HiRISE),这款相机可以捕捉到细微的景观细节和地质结构。它是组成火星勘测轨道器的六个仪器之一,该轨道器是为了寻找水的证据而发射的。科学家们希望这次任务还能弄清火星的气候和地质情况,但轨道飞行器的科学有效载荷完全集中在H20.

到目前为止,你可能已经知道,这颗人造卫星并不是在寻找一些散落的水坑或水体,这些都是科学家在之前的行星调查中遗漏的。相反,轨道飞行器上的相机和光谱仪正在寻找由水留下的矿藏。测深仪利用雷达探测地下液体储量。其他摄像机则监控云层和沙尘暴。所有来自火星勘测轨道飞行器的信息都会通过x波段和ka波段的无线电波传回地球深空网络天线在堪培拉,澳大利亚。

过去,轨道飞行器在火星上观察到两组水合矿物质:层状硅酸盐这是35亿年前火星上的水遇到岩石时形成的水合硫酸盐它是在30亿年前由于蒸发而形成的。然而,在2008年,火星勘测轨道飞行器在这颗红色星球上发现了新的水合矿物硅酸,又称蛋白石。这些新发现的矿物质是当水暴露在陨石或火山活动影响的地区时形成的。这些发现将之前的估计缩短了10亿年,表明火星可能在20亿年前就有液态水。

人造卫星还传回了粘土矿物沉积的证据,这种沉积可能是由于岩石破裂的管道和水改变了火星早期的地貌而形成的。科学家们认为,这些裂缝是在火星遥远的过去形成的。

火星勘测轨道飞行器并不是去年唯一一个在这颗红色星球上的间谍。当人造卫星从太空检查火星时,凤凰号火星着陆器进入了火星的大气层以观察地面的情况。

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凤凰号火星探测器

这幅艺术家的渲染图描绘了凤凰号火星着陆器在火星表面工作的场景。"width=
这幅艺术家的渲染图描绘了凤凰号火星着陆器在火星表面工作的场景。
图片由nasa喷气推进实验室/亚利桑那大学

2008年5月,地球火星受到来自地球.凤凰号火星着陆器在此前未被探索的遥远北方着陆,以研究火星.这些信息可以帮助地球上的科学家更好地判断这颗行星是否能像我们所知的那样维持生命。毕竟,在载人火星任务中,可用的水的存在可能意味着宇航员在星际旅行中就少带一件东西了。

着陆点是一个主要的探险区域,因为北极地区在非常干燥的土层下有大量的水冰。凤凰号利用它的机械臂挖掘地下,收集土壤和冰的样本,然后对其进行成分分析。如果这听起来像是小菜一碟,那么请记住,地球上的科学家花了整整两天才成功地展开手臂并准备挖掘。

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尽管着陆器的每一次移动都花费了时间和精力,凤凰号还是成功了。它证实了火星土壤中存在冰,瞥见了火星天空中的雪,并发现了粘土和碳酸钙的证据。这最后的发现尤其值得注意,因为地球上大多数粘土和碳酸盐只有在液态水存在的情况下才会形成。

着陆器还发现了有机盐的证据高氯酸盐.一些专家认为,这一最新发现扼杀了火星上存在生命的想法,因为这些盐能迅速分解有机化合物。还有一些人抱有希望,指出一些地球上的细菌确实能分解高氯酸盐。火星上的生命可能与这些细菌相似吗?

这并不是科学家们期待在未来的任务中解决的唯一新问题。“凤凰号”还利用一个尖尖的热导探测器探测空气中水蒸气的上升和下降,从而揭示了这颗红色星球的湿度。令人费解的是,这些水分似乎都不会在完全干燥的土壤上或土壤中聚集。

最初计划在火星表面进行为期三个月的任务,美国国家航空航天局它两次更新了任务,甚至在10月寒冷的气温迫使科学家开始关闭着陆器的系统时,它仍在向地球发送读数。虽然在火星上过冬很可能意味着被固态二氧化碳冻结,但美国宇航局希望在温度上升到足以让所有系统重新运行,并让太阳能电池板收集能量时,让机器人着陆器复活。

如果凤凰号不能在火星的春天从灰烬中重生,美国国家航空航天局将不得不等待几年,才能在火星表面安装新的电子眼。下一次火星任务计划在2013年发射,届时MAVEN,火星大气和挥发演化航天器它将前往这颗红色行星,研究它的大气层可能发生了什么变化。这颗行星的大气层目前非常稀薄,暴露在外的水只能以固体或气体的形式保持稳定。科学家们希望MAVEN能更多地揭示火星湿润的过去,以及火星上是否曾经存在过任何形式的生命。但现在,我们知道火星上确实有水。它只是不是那种可以填满你的水杯的形式。

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来源

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  • 洛维特,Richard。“干燥的碎片,而不是水,导致了火星上最近的流动。”国家地理。2008年3月3日。(2008年11月6日)http://news.nationalgeographic.com/news/2008/03/080303-mars-water.html
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