現(xiàn)在，你想定居在火星。雖然它比地球小一些，但仍然有廣袤的土地。最合適定居的地方在哪里？

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的信條是跟著水走——他們?cè)趯ふ疑嬖诘淖C據(jù)，但對(duì)于過(guò)去和未來(lái)的人類來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)好建議。水很重而且?guī)缀醪豢蓧嚎s，所以把水一起帶到火星非常昂貴，也很困難。所以在火星當(dāng)?shù)貙ふ宜词浅晒Φ年P(guān)鍵。此外，水不僅只是為了飲用：它可以分解成氫氣和氧氣，可以制造可呼吸的空氣，也可以制造火箭燃料。水是未來(lái)人類在火星上最重要的東西。

現(xiàn)在，一組科學(xué)家已經(jīng)標(biāo)記出了可能的水源地。

火星非常寒冷——白天的最高氣溫通常是-60℃，所以水的可能形態(tài)是冰（除了一些地底深處例外）。冰凍的水源在不同的探索行動(dòng)中已經(jīng)被用不同方式標(biāo)記過(guò)了，大部分的研究都集中在單個(gè)任務(wù)的數(shù)據(jù)或孤立地點(diǎn)的冰上。因此，研究人員將這些信息集中并稱之為SWIM：“火星地下水冰測(cè)繪項(xiàng)目”，以查看在火星大范圍區(qū)域執(zhí)行的許多任務(wù)的數(shù)據(jù)。

2008年，NASA鳳凰號(hào)火星登陸車對(duì)火星地表進(jìn)行了挖掘。在Sol 20（登陸后20個(gè)火星日），凹槽左下側(cè)可以看到若干冰塊（左圖，局部放大），但是冰塊在4天后就揮發(fā)了（直接變成氣體）。這證明了水可以存在并持續(xù)存在于火星地表以下，至少在相對(duì)高緯度地區(qū)（北緯68°）。圖源：:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

項(xiàng)目目標(biāo)是建立一個(gè)系統(tǒng)，能夠?qū)Χ鄠€(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的一致性進(jìn)行量化，以便能夠?qū)λ奈恢米龀隹煽康念A(yù)測(cè)。請(qǐng)注意，我們知道極地冰蓋內(nèi)有相當(dāng)一部分水，但是航天器很難著陸——在赤道附近或中緯度著陸要容易得多。而且，冰的深度不能超過(guò)幾米，以便可以進(jìn)行挖掘。換句話說(shuō)，它需要是可獲得的。

考慮到這一點(diǎn)，他們研究了從火星赤道向北延伸至約北緯60°的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及覆蓋約80%經(jīng)度表面的觀測(cè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是通過(guò)各種方法獲得的，包括中子通量（這些亞原子粒子被水中的氫吸收，因此它們的普遍性可用于繪制冰的位置）、熱慣性（在夜間，巖石釋放白天形成的熱量的方式與冰不同，因此可用于繪制水的位置），地貌學(xué)（地表的結(jié)構(gòu)和特征表明水在附近，如冰川）和雷達(dá)（冰和巖石反射雷達(dá)脈沖的方式不同，同樣可用于繪制水的位置）。

火星地圖上阿耳卡狄亞平原（左，箭頭處）和亞尼羅桌山群（右，箭頭處）的位置。圖源：NASA/JPL-Caltech/Mars Trek

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)算法分析，他們得出了一個(gè)被稱為“冰的一致性”的數(shù)值，其中正值預(yù)示冰的存在，負(fù)值預(yù)示不存在。值越高可能性越高。

成果是：在火星表面的一大片區(qū)域上，有可能存在的（重要的是，可能不存在的）可獲得的冰的地圖。

數(shù)值最高的地區(qū)是阿耳卡狄亞平原（Arcadia Planitia），這是一個(gè)寬闊、平坦的古代火山流平原，另一個(gè)區(qū)域是亞尼羅桌山群（Deuteronilus Mensae），該地區(qū)已知有冰川。兩者都位于中緯度（北緯45度左右），因此相對(duì)容易到達(dá)。

2012年，火星勘測(cè)軌道飛行器在火星中緯度地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的撞擊坑，撞擊使冰從地表顯露了出來(lái)。圖源：NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

為了評(píng)估他們的預(yù)測(cè)，研究小組做了一件事，就是觀察表面上的新撞擊，小小行星能夠穿過(guò)稀薄的大氣層撞到火星表面。如果冰剛好位于地表以下，這些撞擊會(huì)將其挖掘出來(lái)，使其變得非常明顯。在過(guò)去的幾年里，軌道航天器上的攝像機(jī)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了13個(gè)這樣的隕石坑。研究小組發(fā)現(xiàn)，其中12個(gè)地點(diǎn)都在預(yù)測(cè)冰高度可能存在的地圖上。這個(gè)結(jié)果令人信服。

美國(guó)航天局、其他航天機(jī)構(gòu)，甚至私人公司都在尋求把人送上火星。我想他們會(huì)非常感興趣地讀這篇論文的。

科技進(jìn)步日新月異，人類踏足火星聽(tīng)起來(lái)也不像以前那么科幻了。第一個(gè)這樣做的人可能正在地球上漫步?，F(xiàn)在我們可以開(kāi)始計(jì)劃把第一個(gè)腳印落在哪里。

By: Phil Plait

FY: Roci

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