越來越多的證據(jù)表明，火星上可能有液態(tài)水支撐過生命。對于早期太陽還沒那么炙熱的時候火星是否有足夠的熱量融化冰這個問題，科學(xué)家證明，可能是有地?zé)釓幕鹦巧钐幧稹谶@種情況下，生命繁衍的最佳地點應(yīng)該是地下深處。

圖解：火星上古代河網(wǎng)的證據(jù)。圖源：ESA/DLR/FU Berlin

據(jù)多次測量的結(jié)果來看，目前火星表面是一片荒涼之地。只有塵暴在它干燥的表面浮游；唯一的水是一年四季都存在的永久冰。不過，水曾經(jīng)在火星表面流動和匯集的證據(jù)正在不斷增多。

這種液態(tài)水的存在意味著火星本可以支持我們所知的生命……但有一個亟待解決的問題：在太陽系的早期，年輕的太陽更冷、更暗的時候，火星究竟是如何溫暖到足以支持生命的呢？

新的研究找到了一個答案：地?zé)峥赡苁亲曰鹦莾?nèi)部深處升騰而來的——這樣的話，生命繁衍的最佳地點應(yīng)該是地下深處。

羅格斯大學(xué)新伯朗士威校區(qū)的行星科學(xué)家盧詹德拉·奧哈表示：“在計算機模型中，即使向早期火星大氣注入二氧化碳和水蒸氣等溫室氣體，氣候模型仍難以維持火星長期溫暖潮濕的狀況?！薄?/p>

圖解：在火星上的海拉斯盆地的幾個中緯度隕石坑的底部呈現(xiàn)出了異常的平坦和凹陷。新雷達(dá)圖像支持了一個令人興奮的假設(shè)：巨大的冰川中包裹著冰。有證據(jù)表明，這類冰川覆蓋的面積比一座城市還大，由于有一層泥土覆蓋，冰不會進入到火星稀薄的大氣中。圖源：NASA

“我和我的合著者認(rèn)為，如果火星過去有很高的地?zé)幔敲粗辽僭谝欢ǔ潭壬?，黯淡太陽悖論會得到調(diào)和?！?/p>

黯淡太陽悖論是早期太陽系中液態(tài)水的存在與太陽光度較低之間的矛盾。根據(jù)我們對恒星演化的理解，太陽形成于46億年前，在這之后的十億年左右的時間里，太陽輸出的光熱只有當(dāng)前的70%左右。

即使在今天，火星依舊是個寒冷的地方。它到太陽的距離為地球到太陽距離的1.5倍，所接收的太陽輻射能僅為地球的43%。因此，它的平均溫度遠(yuǎn)低于地球——為-63攝氏度（-81華氏度）。當(dāng)然，這只是平均值；溫度確實會上升到水的熔點以上，達(dá)到30攝氏度左右（但因為火星上目前的大氣壓很低，冰會直接升華而不融化）。

圖解:“火星之眼”，其大小會發(fā)生變化，這是火星稀薄大氣中的風(fēng)所輸送的塵埃造成的。圖源：NASA

目前認(rèn)為，在41億至37億年前的火星諾亞時期，火星表面的水是非常豐富的，但是氣候模型難以達(dá)到-0.15攝氏度以上的溫度。

火星從內(nèi)部加熱，長期維持液態(tài)地下水的可能性，并不是一個新概念。彗星撞擊后從地下深處挖掘出的熱液礦物、諾亞紀(jì)黏土以及許多地點的地下水成巖作用證據(jù)支持內(nèi)部加熱模型。

在地球上，我們看到了高緯度冰原下地?zé)峒訜岬男Ч??；鹦堑貧ぶ锈?、鉀和釷等元素的放射性衰變產(chǎn)生的熱量會散發(fā)到地表；不會太多，但當(dāng)有厚厚的一層冰阻止熱量散失時，就可以聚集足夠的熱量來融化這層冰的一部分，從而形成冰下湖泊。

圖解：歐洲航天局的“火星快車號”衛(wèi)星探測到一個明亮的反射層，與地下咸水湖一致。反射來自大約1.5公里以下，覆蓋范圍為20公里?；鹦潜砻娴囊簯B(tài)水蒸發(fā)得很快，但雷達(dá)反射所暗示的咸水湖可能會持續(xù)更長時間，成為微生物等生命的宿主。圖源：NASA

因此，奧哈和他的團隊研究了諾亞紀(jì)期間火星上發(fā)生這種情況的可能性。他們模擬了冰的熱物理演化過程，并估算了在寒冷的火星上產(chǎn)生融水和冰下湖泊所需的熱量。

然后，他們將其與各種火星數(shù)據(jù)集進行比較，以確定這在40億年前的火星上是否可行。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時融化次表層水的條件普遍能夠滿足，火山活動和隕石撞擊可能提供了額外的熱量。

研究人員說，火星表面可能有一段時間是溫暖潮濕的，但氣候不會長期保持穩(wěn)定?；鹦窃谒臍v史上很早就失去了磁場——為諾亞紀(jì)前后的某個時期——一旦磁場消失，類似地球的厚厚的大氣層就不會持續(xù)太久了。

圖解：現(xiàn)無法確定這些暗條紋為何形成，可能是塵埃雪崩、干冰斷裂等情況造成的。類似的條紋已經(jīng)被拍攝多次，是少數(shù)幾個季節(jié)性改變的表面特征之一。圖源：NASA

研究人員說，只有在很深的地下，水才能通過地?zé)峒訜岜３忠簯B(tài)，長期保持穩(wěn)定。如果表面有生命的話，它可能會隨著水向內(nèi)部深層滲透。

“在這樣的深度，生命本可以通過水熱（加熱）活動和巖水反應(yīng)來維持”，奧哈說，“因此，次表層可能是火星宜居環(huán)境中所能維持壽命最長的地方?！?/p>

利用聲納裝置進行的其他研究表明，盡管冰不融化的原因可能大不相同，但目前火星地下仍存在液態(tài)水?？茖W(xué)家認(rèn)為，因為鹽度降低了水的冰點，火星的地下湖泊可能會非常咸。

圖解：火星偵察軌道飛行器拍攝的火星帕沃尼斯蒙斯火山的圖像。圖源：NASA

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了火星上泥火山存在的證據(jù)，它是由地下壓力將濕潤的沉積物向上推出形成的。當(dāng)然，一旦到達(dá)火星地表，水就會升華。但一旦地殼出現(xiàn)破裂，每一個證據(jù)都將指向一個全然不同的火星。

三個新的火星探測器于今年7月發(fā)射，計劃在2021年2月抵達(dá)。也許我們很快就能得到更多的答案了。

圖解：“毅力號”火星車在火星表面運行?！耙懔μ枴被鹦擒囉诿绹鴸|部時間2020年7月30日發(fā)射，并于2021年2月18日成功登陸火星。主要工作是尋找古代生命的跡象，并收集巖石和塊石（破碎的巖石和土壤）的樣本。圖源：NASA

這項研究已發(fā)表在《科學(xué)進步》上。

by: MICHELLE STARR

FY:夢里花

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