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火星液态水的发现说明了啥?

  • 发布时间:2015-10-30 05:27:48  来源:经济日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  近日,美国国家航空航天局(NASA)抛出“火星之谜已解开”的重磅新闻:光谱证据显示,火星表面存在着液态水。

  这一发现有何意义?中科院紫金山天文台研究员季江徽接受《经济日报》记者采访,对此作出解读。

  意义1:

  首次发现其他星球液态水

  “深空探测的核心科学目标有两个,一找水,二找生命。”季江徽说,过去有很多关于火星上的水的探测和研究,40年前,科学家就发现火星有极地冰盖。人们还发现,火星有古老河床,有流水冲刷的痕迹,有鹅卵石,这说明火星上曾经存在大量地表水,甚至曾有过相当大面积的海洋。人们也发现过火星土壤中存在一些曾经有水的证据。但至今为止,人类并未真正发现过地球外的其他星球的表面有液态水。“新发现明确了,现在火星表面存在液态水。”

  这次发现的主要成果,是利用搭载在火星勘测轨道器上的高分辨率成像科学设备和紧凑型火星勘测成像光谱仪,发现了火星上存在卤水(高氯酸盐水)的光谱证据。

  “光谱分析是行星遥感中的常用手段。由于每种元素都有自己的特征谱线,因此根据光谱特征可以识别目标物质的成分。”季江徽说,这次发现,源于火星轨道探测器对一个区域的反复拍照发现的坡纹,这些坡纹温暖季节时明显、比较深,寒冷时比较淡、甚至消失,科学家们一直怀疑是否流水造成,直到用光谱分析确认了水的存在。“水在3.0微米的波段谱线有个下凹的吸收峰,文章里还介绍了其他几个吸收特征,从不同角度证实了卤水的存在。”

  NASA本次新闻发布会,源于美国佐治亚理工学院在读博士生卢恩德拉·奥杰哈作为第一作者发表在《自然·地球科学》上的一篇论文《火星季节性坡纹中发现水合盐类的光谱证据》。该文于9月28日被挂到网上在线发表。

  文章指出,火星上不但有位于两极、已经凝固成冰的水,更有只会在和暖季节时出现、流动的液态水。他们分析了火星勘测轨道飞行器获取的火星表面4处地点“季节性斜坡纹线”的光谱数据,发现这些沟壑中存在含盐矿物质,而这类矿物质的生成离不开水。

  “矿物的存在降低了水的冰点。”季江徽说,火星上的平均温度比地球寒冷,大约是-80℃。而在火星赤道附近的夏天,温度又可以达到70℃。盐水溶液具有比水低得多的冰点和更缓慢的蒸发速度,才让液态水在复杂的火星气候下“现形”。

  这次发布会上,NASA并未直接展示火星水的图像,因为水即使存在于火星表面,也很快会蒸发。卢恩德拉·奥杰哈说,轨道飞行器是火星时间下午3点采集数据的,此时的相对湿度非常低,不是观察火星表面水的最佳时间。“如果早8个小时或晚8个小时,科学家可能能看到水。”而之所以能确认火星表面水的存在,主要是研究者在火星上特殊的深黑条纹地貌上,发现了新鲜的水合成盐的存在,这意味着水刚刚流过。

  意义2:

  火星生命存在可能性提高

  液态水的发现,意味着火星生命的存在可能性大幅度提高。

  “有了水就有生命的可能,水是微生物存在的必要环境。”季江徽说,火星表面液态水的发现,大大增加了火星存在生命的可能。过去科学家们曾经探测到火星上存在甲烷,这有两种可能,甲烷可能是火星大气中本有的成分,也有可能是微生物代谢的产物。

  “我们对宇宙生命的搜索中,在火星上的探索是‘跟着水走’的。现在我们有了确凿的证据,验证了一直以来的假设。”NASA科学任务局执行官约翰·格鲁斯菲尔德说,“我们可以确认水——尽管是盐水——正在今天的火星表面流动,这是巨大的进展”。

  此次发现的参与者、美国亚利桑那大学研究人员阿尔弗雷德·麦克尤恩也在NASA的发布会上向媒体表示,靠近斜坡纹的地方是寻找火星曾经出现过的生命最好的地方,不过虽然发现过去生命的证据很重要,要理解其生物学机理还是会很难,如果能发现现在还存在的生命,那提供的有效信息会多得多。

  根据地球的经验,只要有液态水并且有一定的热量,几乎肯定可以有生命存活。此次发布的重要成果,为下一步在火星上寻找生命提供了指路明灯。

  英国兰切斯特大学的天文教授约翰·布里吉斯对媒体表示,地表液态水这个新的火星发现将给太空探索带来新的方向,水流的迹象可以引领人们寻找水源地,后者将可以成为寻找生命和未来人类移民任务的首要目的地。

  意义3:

  降低了人类移民火星难度

  火星表面液态水的存在,不仅预示火星生命的存在可能性大大提高,同时也意味着人类向火星移民的可能性大大提高。

  “火星有水,人类移民会降低很多难度。”季江徽说,火星的自转周期与地球类似,有南北回归线,也有南北两极,四季分明,环境与地球较为接近,这是人类考虑移民火星的重要原因。“如果火星上有大量可用水,移民火星的人类可以就地取材提取净化水,而不需要从地球带大量水过去。这能大大减少移民火星的成本。”

  火星上是否有大量可用水呢?这要看水的来源。“下一步,科学家还应探索这些液态水的来源。”季江徽说,这些水可能存在于结晶矿物里,也可能源自火星地下水,或源自从火星稀薄大气中吸收的水。

  当然,火星移民短期内还不可能实现,不过人类对火星的探索已进行数十年,还将继续下去,这让火星移民的幻想显得并非特别遥远,未来或许有一天,“他来自火星”将不再是科幻小说,而是现实。

  对火星的探索自上世纪60年代开始,半个世纪以来,人类共向火星发射了数十颗探测器。1965年7月,“水手4号”探测器首次飞掠火星,向地球传回火星特写图片。现阶段,美国“好奇号”和“机遇号”探测车正在火星表面探索,并不断发回新数据。“多个飞行器,多年的努力,人类终于解开了火星上是否存在水的谜题,如今可以确切地说,这个寒冷的、全是沙漠的行星表面,的确存在液态水。”NASA火星探索项目首席科学家迈克尔·梅尔也对媒体表示,因为确认了火星上现在还存在着液态水,因此可以认为,今天的火星至少是可能有宜居环境的。

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