火星地表下或有大量液态水

Matthew Ward Agius
2024-08-18T09:19:26.598Z
NASA拍摄的火星图片

(德國之聲中文網)对美国国家航空航天局(NASA)已退役的洞察號(InSight)火星探測器的最新数据分析顯示,火星可能擁有大量液態水。洞察號在2018年發射,當時的任務是紀錄火星的地質活動狀況,它也快速偵測到火星是一顆仍活躍着的行星。

新的數據分析顯示,當火星在数十億年前失去大氣層後,水份並沒有蒸發或仅成为南北極的冰冻水。不过,要获取这些水基本上是不可能的。因为火星上的水并不存在于表面,而是分布在火星地殼以下至少11公里深处的岩層當中。

加州聖地牙哥大學和柏克萊大學研究員估计,火星上浸泡在岩層中的液態水,足夠創造覆蓋整個火星約2公里厚度的海洋。

但是,由於目前地球上沒有任何探鑽能夠汲取那樣深度的地下水,要在火星上做到這項創舉可說微乎其微。

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欢呼雀跃的NASA科学家们:“洞察号”是一个耗资10亿美元的国际科研项目。其中包括德国制造的一只机器鼹鼠,它将钻入火星地表下五米处,以测量火星的内部温度。此外,“洞察号”还携带了一台法国造的地震仪,以实地确认火星上是否也存在地震现象。火星和地球虽然属于近邻,但“洞察号”成功登陆的讯息仍然需要8分钟方能抵达地球上的指挥中心。
第一张照片:“洞察号”三足探测器在火星的埃律西昂平原(Elysium Planitia)着陆,这也是NASA的预定着陆区。项目经理霍夫曼表示,着陆点正是预计的中心位置,不过,NASA的为此进行的最终计算尚未完成。重达360公斤的探测器是固定装置,它将在着陆点进行为期两年的探测工作。
“洞察”火星:“洞察号”长达近五亿公里的漫长路途中,一对小型卫星一直相伴左右。这两台实验卫星不仅即时传回了登陆成功的好消息,而且在登陆成功仅4.5分钟后就发出了洞察号拍摄的第一张照片。迄今为止,登陆火星的成功率仅为40%。
进入火星大气层:“洞察号”进入火星大气层后,必须在六分钟之内通过降落伞和制动引擎将时速从19800公里降至零。“洞察号”首席科学家贝内特(Bruce Banerdt)说:“登陆火星是人类星际探索过程中一个必须完成的艰巨任务。” 从1976年的“维京号”至今,这已经是美国NASA进行的第九次登陆火星尝试。
坚守岗位:洞察号在其长达两年的探测使命中都会停在最初的登陆位置上。重达八百磅的洞察号将用其六臂机械手,将机械钻台和地震监测仪放置在火星表面。机械“鼹鼠”将探测火星地表下温度,地震仪则会监测火星可能的地震活动。洞察号并不具备探测火星是否存在生命的能力。看来,这一艰巨任务将留给后续的探测器了。

利用洞察號火星探測器探測水源

儘管缺少科技設備探測火星的地核,科學家表示,分析波動數據也能了解星的地殼和礦物組成。

这些數據來自洞察號火星探測器四年期任務,該任務在2022年12月結束。

在蒐集的數據中,有部分记录被稱為 「火星地震」,此外还有隕石撞擊造成的星球表面震動,洞察號錄這些活動過程中地震波的波速。

研究團隊利用「岩石物理模型」來計算火星的地殼屬性,這是藉由快速移動的地震波通過岩石來測得。

研究主持人,同時也是聖地牙哥大學斯克里普斯海洋研究所(UC San Diego’s Scripps Institution of Oceanography)地質物理學家的莱特(Vashan Wright)表示:「我們的目標是研究聲波和岩石成分的相關性。當岩石密度越高,聲波傳遞速度越快。當你添加一些液態水在裡面,聲波速度會提升。假使岩石裂開,聲波速度會下降。」

莱特和同事對他們的研究採取「未知論態度」,他們並不期待在火星地層下找到液態水,而是期待找到任何一丁點與水相似的物質,或是蔓延在岩層中的水份。

莱特說:「人類對火星一直以來都有許多疑問和好奇,這項研究給我們一些答案-它給我們線索以了解未受人類影響的水循環是什麼樣子。」

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尽量逼真 :今年6月,4名志愿者就会入住改造后的飞机库“火星沙丘阿尔法”,正式开始火星居住环境模拟测试。他们将在休斯顿航天中心的160平方米“豪宅”内居住一整年。除了室内,美国宇航总局(NASA)在住所旁也设置了一片户外模拟区域,并且铺设了大量的红沙,尽可能模拟火星表面环境。
心理健康 :科学家首先要测试任务人员对长期隔离环境的心理承受能力。负责此次试验的NASA科学家Grace Douglas表示,这将有助于了解今后载人火星任务需要哪些“必要资源”。
狭小空间 :四名志愿者不能携带太多的个人物品。在整整一年的测试中,他们只能居住在这样狭小的卧室里。值得一提的是,这些房间都是3D打印而成。NASA想借此测试在月球、火星等外星表面3D打印建筑的能力。
承压能力 :除了卧室,“火星沙丘阿尔法”还有两个卫生间、一个医疗室、一个休闲室、多个工作区。研究人员还会定期测试志愿者对压力的反应。比如,淡水储量减少、设备损坏等。
始于足下 :志愿者可以通过一个气闸舱进入火星户外模拟环境。NASA也为他们准备了相应的靴子,让他们踩在红色沙地上时也有火星上的感觉。
模拟低重力 :火星表面重力只有地球的38%,因此NASA在模拟环境中也做出了相应安排:一种特殊的跑步机。研究人员表示,在收集足够数据后,将进一步扩展基础设施,因为“我们不能强迫志愿者连续6小时转圈子”。
火星种菜 :志愿者在为期1年的测试期间,还能在墙上尝试种菜。对于未来的火星任务而言,自给自足的意义不仅仅在于有新鲜蔬菜可吃,也能节约从地球发射火箭的宝贵载荷空间。
工程浩大 :NASA希望能够借这次的测试采集到长期载人太空任务的重要数据。不过,在开启浩大的载人火星任务前,航天部门需要首先重返月球。按照计划,NASA将在2025年前后再次实现载人登月。

哪裡有水源,哪裡就有生命?

莱特和同事不是第一個想了解液態水是否存在於火星的研究團隊。

2022年,美國加州理工學院利用「火星偵察軌道衛星」研究火星地表上的鹽分沉積,他們推測直到20億年前水分都還存在於火星。

有關北極冰帽的研究顯示,液態水可能存在於寒冷的地表下,但近期的調查认为,這可能只是一種雷達偵測上造成的錯誤解讀。

根據十年前NASA的研究顯示,水分有可能偶尔在火星地表上流動。這個結果令許多努力尋找火星上是否有生命的科學家感到興奮。跟地球一樣,液態水被認為是生命起源與演化的重要因素。

莱特說:「水似乎對生命來說是必要條件。…如果你在深處發現水,並不意味著生命,它意味著生命存在的可能性。」

這份研究數據現在刊登在美國國家科學院院刊上。

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