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火星液態水的發現説明瞭啥?

  • 發佈時間:2015-10-30 05:27:48  來源:經濟日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  近日,美國國家航空航太局(NASA)拋出“火星之謎已解開”的重磅新聞:光譜證據顯示,火星表面存在著液態水。

  這一發現有何意義?中科院紫金山天文臺研究員季江徽接受《經濟日報》記者採訪,對此作出解讀。

  意義1:

  首次發現其他星球液態水

  “深空探測的核心科學目標有兩個,一找水,二找生命。”季江徽説,過去有很多關於火星上的水的探測和研究,40年前,科學家就發現火星有極地冰蓋。人們還發現,火星有古老河床,有流水沖刷的痕跡,有鵝卵石,這説明火星上曾經存在大量地表水,甚至曾有過相當大面積的海洋。人們也發現過火星土壤中存在一些曾經有水的證據。但至今為止,人類並未真正發現過地球外的其他星球的表面有液態水。“新發現明確了,現在火星表面存在液態水。”

  這次發現的主要成果,是利用搭載在火星勘測軌道器上的高解析度成像科學設備和緊湊型火星勘測成像光譜儀,發現了火星上存在滷水(高氯酸鹽水)的光譜證據。

  “光譜分析是行星遙感中的常用手段。由於每種元素都有自己的特徵譜線,因此根據光譜特徵可以識別目標物質的成分。”季江徽説,這次發現,源於火星軌道探測器對一個區域的反覆拍照發現的坡紋,這些坡紋溫暖季節時明顯、比較深,寒冷時比較淡、甚至消失,科學家們一直懷疑是否流水造成,直到用光譜分析確認了水的存在。“水在3.0微米的波段譜線有個下凹的吸收峰,文章裏還介紹了其他幾個吸收特徵,從不同角度證實了滷水的存在。”

  NASA本次新聞發佈會,源於美國佐治亞理工學院在讀博士生盧恩德拉·奧傑哈作為第一作者發表在《自然·地球科學》上的一篇論文《火星季節性坡紋中發現水合鹽類的光譜證據》。該文于9月28日被挂到網上線上發表。

  文章指出,火星上不但有位於兩極、已經凝固成冰的水,更有只會在和暖季節時出現、流動的液態水。他們分析了火星勘測軌道飛行器獲取的火星表面4處地點“季節性斜坡紋線”的光譜數據,發現這些溝壑中存在含鹽礦物質,而這類礦物質的生成離不開水。

  “礦物的存在降低了水的冰點。”季江徽説,火星上的平均溫度比地球寒冷,大約是-80℃。而在火星赤道附近的夏天,溫度又可以達到70℃。鹽水溶液具有比水低得多的冰點和更緩慢的蒸發速度,才讓液態水在複雜的火星氣候下“現形”。

  這次發佈會上,NASA並未直接展示火星水的圖像,因為水即使存在於火星表面,也很快會蒸發。盧恩德拉·奧傑哈説,軌道飛行器是火星時間下午3點採集數據的,此時的相對濕度非常低,不是觀察火星表面水的最佳時間。“如果早8個小時或晚8個小時,科學家可能能看到水。”而之所以能確認火星表面水的存在,主要是研究者在火星上特殊的深黑條紋地貌上,發現了新鮮的水合成鹽的存在,這意味著水剛剛流過。

  意義2:

  火星生命存在可能性提高

  液態水的發現,意味著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環境。”季江徽説,火星表面液態水的發現,大大增加了火星存在生命的可能。過去科學家們曾經探測到火星上存在甲烷,這有兩種可能,甲烷可能是火星大氣中本有的成分,也有可能是微生物代謝的産物。

  “我們對宇宙生命的搜索中,在火星上的探索是‘跟著水走’的。現在我們有了確鑿的證據,驗證了一直以來的假設。”NASA科學任務局執行官約翰·格魯斯菲爾德説,“我們可以確認水——儘管是鹽水——正在今天的火星表面流動,這是巨大的進展”。

  此次發現的參與者、美國亞利桑那大學研究人員阿爾弗雷德·麥克尤恩也在NASA的發佈會上向媒體表示,靠近斜坡紋的地方是尋找火星曾經出現過的生命最好的地方,不過雖然發現過去生命的證據很重要,要理解其生物學機理還是會很難,如果能發現現在還存在的生命,那提供的有效資訊會多得多。

  根據地球的經驗,只要有液態水並且有一定的熱量,幾乎肯定可以有生命存活。此次發佈的重要成果,為下一步在火星上尋找生命提供了指路明燈。

  英國蘭切斯特大學的天文教授約翰·布裏吉斯對媒體表示,地表液態水這個新的火星發現將給太空探索帶來新的方向,水流的跡象可以引領人們尋找水源地,後者將可以成為尋找生命和未來人類移民任務的首要目的地。

  意義3:

  降低了人類移民火星難度

  火星表面液態水的存在,不僅預示火星生命的存在可能性大大提高,同時也意味著人類向火星移民的可能性大大提高。

  “火星有水,人類移民會降低很多難度。”季江徽説,火星的自轉週期與地球類似,有南北回歸線,也有南北兩極,四季分明,環境與地球較為接近,這是人類考慮移民火星的重要原因。“如果火星上有大量可用水,移民火星的人類可以就地取材提取凈化水,而不需要從地球帶大量水過去。這能大大減少移民火星的成本。”

  火星上是否有大量可用水呢?這要看水的來源。“下一步,科學家還應探索這些液態水的來源。”季江徽説,這些水可能存在於結晶礦物裏,也可能源自火星地下水,或源自從火星稀薄大氣中吸收的水。

  當然,火星移民短期內還不可能實現,不過人類對火星的探索已進行數十年,還將繼續下去,這讓火星移民的幻想顯得並非特別遙遠,未來或許有一天,“他來自火星”將不再是科幻小説,而是現實。

  對火星的探索自上世紀60年代開始,半個世紀以來,人類共向火星發射了數十顆探測器。1965年7月,“水手4號”探測器首次飛掠火星,向地球傳回火星特寫圖片。現階段,美國“好奇號”和“機遇號”探測車正在火星表面探索,並不斷發回新數據。“多個飛行器,多年的努力,人類終於解開了火星上是否存在水的謎題,如今可以確切地説,這個寒冷的、全是沙漠的行星表面,的確存在液態水。”NASA火星探索項目首席科學家邁克爾·梅爾也對媒體表示,因為確認了火星上現在還存在著液態水,因此可以認為,今天的火星至少是可能有宜居環境的。

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