液態(tài)水體導致了南極冰蓋移動嗎

火星距離地球最遠達4億公里,，是太陽系中與地球最為相似的行星，也是唯一經(jīng)改造后適合大規(guī)模移民的星球,。中國首次火星探測任務將于2020年實施，將在一次任務中同時實現(xiàn)對火星“環(huán)繞、著陸,、巡視”探測的目標。

在這次的新發(fā)現(xiàn)中,，科學家推測,，火星南極冰蓋下穩(wěn)定的液態(tài)水體中，含有高濃度的高氯酸鹽,。鹽水可以與基底的泥沙混合形成污泥,，或在基巖上形成局部的鹽水池。這樣高濃度的鹽水中,，可能會有生命嗎,？我們?nèi)匀徊坏枚８鶕?jù)我在青?？吹降拇罅葵}湖推斷,，這些鹽湖中,，顯然不可能有魚這樣的大型生物，但一些耐鹽堿的微生物仍然是可能的,。

這次發(fā)現(xiàn)的液態(tài)水體很大,，寬20千米，相當于中蒙邊境的貝爾湖的大小,。長白山天池寬才3.37千米,，顯然要比天池大好幾倍。隨著中國,、美國等國家開展新一輪的火星探測任務,，有望獲得高分辨率的雷達探測數(shù)據(jù)，有可能探測到更小面積的液態(tài)水體,。

與地球上的冰蓋一樣,，火星極地冰蓋也是經(jīng)歷了數(shù)千萬年才累積起來的。冰蓋的生長和收縮,，記錄了火星的氣候變化歷史,。這次在冰蓋下面找到液態(tài)水體，對將來利用冰蓋解讀火星氣候變化歷史十分關(guān)鍵,。由于冰蓋底部水的摩擦力降低,，將使水的流速增加，從而導致冰蓋移動,?；鹦潜w的移動到底是什么原因?qū)е碌模潜鶎拥淖冃?，還是冰蓋根本就沒有移動,？這一問題有待于未來的探測任務來回答。

對于那些質(zhì)疑將來火星移民可能性的人,，我想強調(diào)一下,，目前至少可以明確的是，火星上并不缺水,。

很可能,，人類移民火星不是夢。你,，有這個打算嗎,？

延伸閱讀：火星找水全記錄

進入航天時代以來，美國人毫無疑問是火星探測的寵兒,。他們不僅保持著極高的成功率，而且接二連三的重大科學發(fā)現(xiàn)使美國至今保持著全球深空探測的領(lǐng)導地位,。

1976年著陸火星表面的“海盜1號”和“海盜2號”是火星生命探索的先驅(qū),，其主要目標是探索火星上有無生物,，希望通過生物科學實驗直接確定火星紅色土壤中是否存在生命，但結(jié)果并沒有獲得火星生命的證據(jù),。

進入新世紀以來,，人類先后發(fā)射環(huán)繞火星的軌道器、著陸在火星表面的著陸器,、巡視探測的火星車,，開展了高分辨率的地形地貌成像，并運用了雷達探測,、光譜,、質(zhì)譜和中子分析等多方面探測手段，獲得了流水侵蝕,、河流沖擊扇和三角洲等地貌特征,，發(fā)現(xiàn)了水成礦物和鹽湖沉積、沉積巖石地層,，以及極地冰蓋,、大氣中的甲烷和水蒸氣等系列證據(jù)，證明火星表面曾經(jīng)有過大規(guī)模的水體活動,，暗示火星曾經(jīng)有過適宜生命繁衍的環(huán)境特征,，并可能發(fā)育過生命。

2001年,，奧德賽號發(fā)現(xiàn)水流痕跡：奧德賽號的全稱是2001火星奧德賽探測器（2001 Mars Odyssey）,，于2001年4月7日發(fā)射升空，同年10月24日到達火星軌道,。這是一顆環(huán)繞火星進行探測的軌道器,，利用火星大氣阻力進行減速以進入環(huán)繞火星軌道。2002年1月,，奧德賽號氣阻減速完成,，同年2月19日開始科學任務。

奧德賽號耗資約2.97億美元,，由洛克希德·馬丁公司研制,，主要承擔火星探測漫游者（機遇號和勇氣號火星車）、鳳凰號著陸器與地球之間的通信中繼任務,，同時探測數(shù)種元素的全球分布及其含量,，尋找火星表面水與火山活動的痕跡。

2003年,，機遇號和勇氣號發(fā)現(xiàn)粘土礦物：機遇號和勇氣號是一對“孿生兄弟”,，于2003年年中發(fā)射升空，2004年1月降落在火星,，最初“工作任務”是完成3個月火星探險,，到2013年8月已離開地球10周年,。勇氣號于2010年停止工作，而機遇號依舊孜孜不倦,，不斷發(fā)回探測成果,。

2013年5月，機遇號火星車在一塊巖石中分析發(fā)現(xiàn)了豐富的粘土礦物,。粘土礦物是水與巖石發(fā)生長期反應,，導致巖石的化學成分發(fā)生重大改變而形成的，這說明曾經(jīng)有大量的水流經(jīng)并浸泡這塊巖石,。

這塊名為“埃斯佩朗斯6號”的巖石表面覆蓋著塵埃和雜質(zhì),，機遇號一共嘗試了7次，才磨掉表層物質(zhì),，進而分析石塊內(nèi)部的物質(zhì)組成,。這塊巖石中的粘土礦物富含鋁，非常類似于地球上的微晶高嶺石,，說明當時流經(jīng)巖石縫隙的水是中性的,。埃斯佩朗斯6號形成于火星歷史最初的10億年，是機遇號檢測過的最古老巖石,。

機遇號此前分析過多塊巖石,，雖然也都發(fā)現(xiàn)火星曾經(jīng)有過濕潤環(huán)境，證明火星上曾經(jīng)有過水體活動,。但是,，這些水體大多是酸性的，而生命的進化和繁衍需要一個中性的環(huán)境,，在酸性環(huán)境中很難通過化學反應轉(zhuǎn)化為生命,。此次，機遇號發(fā)現(xiàn)可飲用的中性水,，成為可以支持生命誕生的重要證據(jù),。

2004年，火星快車發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)的海岸線和沉積物：如今的火星表面類似于地球上的戈壁灘,，是一片不毛之地,。但已有證據(jù)顯示，火星上曾經(jīng)兩度存在海洋,。大約40億年前,，隨著氣候逐漸變暖，埋藏在地下的大量冰融化后涌出地面,，形成了最早的火星海洋,。之后環(huán)境惡化，液態(tài)水逐漸退回并凍結(jié)于地下。另一次火星海洋則出現(xiàn)在30億年前,。

2004年歐洲空間局發(fā)射的火星快車,，獲得了火星的可見光圖像數(shù)據(jù)、礦物分析數(shù)據(jù),，以及大氣觀測結(jié)果，證明火星曾經(jīng)有水,。但是,，曾經(jīng)龐大的火星地表水體后來到哪里去了呢？

2012年2月,，火星快車上的雷達探測結(jié)果展示了火星地表以下60~80米的情況,，發(fā)現(xiàn)北部平原的地下存在一層低密度物質(zhì)，可能是某種富含冰的沉積物,。這層低密度物質(zhì)讓人不由地聯(lián)想到地球海床中也有類似的沉積物,。更重要的是，這層物質(zhì)正好位于此前任務發(fā)現(xiàn)的火星海岸線以內(nèi),。這說明火星干涸的北部平原在數(shù)十億年前可能是一片汪洋,，如今的紅色行星可能曾經(jīng)是一個藍色星球。

火星的北部平原在數(shù)十億年前可能是一片汪洋（左），火星快車探測器發(fā)現(xiàn)的“海床”沉積物恰好位于火星的古海岸線以內(nèi)（右）,。

雷達探測在火星北部平原發(fā)現(xiàn)了一層低密度物質(zhì)

2005年發(fā)射的火星勘測軌道器發(fā)現(xiàn)仍在流動的液態(tài)水：火星勘測軌道器的高分辨相機在火星表面發(fā)現(xiàn)了季節(jié)性坡紋,，這是一種顏色較暗（即反射率較低）的狹長條紋，在火星表面相當活躍,。Lujendra Ojha發(fā)現(xiàn),，當氣溫上升時，季節(jié)性坡紋開始形成并發(fā)育壯大,，一般在：當氣溫下降天氣寒冷時,，這些坡紋又會消失不見。即一般從春季開始出現(xiàn),，在整個夏季變得越來越明顯,，到秋冬季節(jié)逐漸消失。由于季節(jié)性坡紋的光譜與水合鹽類物質(zhì)的光譜具有相同的吸收特征,，推測季節(jié)性坡紋中存在水合鹽類,；最后，根據(jù)季節(jié)性坡紋中光譜監(jiān)測到的水合鹽類含量的變化,，可以確定這些季節(jié)性坡紋是由水流作用形成的,。這說明，即便在遠低于零攝氏度的低溫下,，火星上仍然存在富含高氯酸鹽的鹵水,，并且具有一定流動性,。

2008年，鳳凰號發(fā)現(xiàn)土壤中的水：2008年5月25日,，鳳凰號在火星北半球的北方大平原著陸,。它在北極附近的永久凍土帶采集和分析火星土壤樣本，進行了5個月的成功探測,，首次證實火星上確實有水存在,。鳳凰號還發(fā)現(xiàn)了火星土壤中含有高氯酸鹽，這是許多微生物賴以生存的化學物質(zhì),。

鳳凰號著陸器有一個高溫爐和質(zhì)譜儀的結(jié)合體——熱量和揮發(fā)氣體分析儀,，用來分析火星土壤樣品。機械臂于2008年5月31日首次接觸火星土壤,，挖掘的土壤樣品被送到該儀器的高溫爐中密封并加熱,。當溫度加熱到0攝氏度時，質(zhì)譜儀檢測到了水蒸汽,，證實火星土壤中含有水冰,。鳳凰號上的相機甚至在著陸腿上觀察到了露珠，說明火星大氣中含有水,。當高溫爐持續(xù)加熱到1000攝氏度時,，土壤中的其他揮發(fā)性物質(zhì)會蒸發(fā)成氣體，通過惰性載體送到質(zhì)譜儀,，即可檢測到土壤中存在的微量有機分子,。

2011年，好奇號發(fā)現(xiàn)黃刀灣淡水湖：2011年11月26日,，美國發(fā)射了好奇號火星車,，于2012年8月6日登陸火星。好奇號耗資26億美元,，重899公斤,，外殼寬4.5米。重量是機遇號和勇氣號的3倍,，體積是他們的2倍,，大致相當于一輛SUV汽車。

好奇號搭載了11種不同的科學儀器,，是人類有史以來制造的體積最大,、性能最高，也是最昂貴的火星車,。好奇號著陸在火星蓋爾坑內(nèi)中心山脈的山腳下,，科學使命是探索火星在歷史上或如今的環(huán)境下是否適宜生命生存，為最終發(fā)現(xiàn)火星生命做準備。

2012年9月,，好奇號發(fā)回了距離著陸點400米的“格萊內(nèi)爾格”區(qū)域中古老河床礫巖層的圖像,。這些圖像展示了礫巖中的石子大小和形狀。石子大小介于沙粒到乒乓球之間,，其中不少是圓形的,，很像是地球上河床底部的鵝卵石。石子的形狀和大小組合透露出它們是被水流長期沖刷,、磨蝕而成的,。若要沖刷形成這種尺寸的光滑鵝卵石，河流的水速應該為每秒0.2米至0.75米之間,，水深在0.03米至0.9米之間。

2012年在蓋爾坑著陸后,，好奇號發(fā)現(xiàn)著陸點附近有一個深達5米的溝槽,，其中存在熱異常現(xiàn)象,。好奇號對溝底的沉積巖進行了鉆探分析,，結(jié)果證實36億年前那里曾經(jīng)是一個至少存在了數(shù)萬年的湖泊，湖泊長約50千米,，寬約5千米,。湖泊遺跡所在區(qū)域被命名為“黃刀灣”。

科學家分析了從黃刀灣兩塊巖石樣本中提取的粘土,，發(fā)現(xiàn)湖底區(qū)域的pH值呈中性,，鹽度很低，說明黃刀灣曾經(jīng)是一個淡水湖,。而當時火星上的其它地區(qū)要么已經(jīng)干涸,，要么分布著含鹽量高、不適合生命存活的酸性湖泊,。

好奇號在湖底沉積物中還發(fā)現(xiàn)了碳,、氫、氧,、硫,、氮和磷等關(guān)鍵生命元素，表明黃刀灣理論上可以支持一些簡單微生物的生存,，這些自養(yǎng)型的原核微生物能通過分解巖石和礦物獲取能量,。在地球上某些洞穴和熱泉噴口，也經(jīng)?？梢砸姷竭@類微生物,。

黃刀灣在蓋爾坑內(nèi)的位置