研究发现火星可能有地下湖的线索

2018年，研究欧洲太空总署火星快车号（Mars Express）太空船数据的科学家宣布一项令人惊讶的发现：火星南极反射的雷达讯号似乎显示地下有一个液态地下湖。

美国航天局位于南加州的喷射推进实验室的两名科学家，在分析了更广泛的火星快车号数据后，在南极周围发现了数十个类似的雷达反射，但其中许多位于太冷，水不能保持液态的地区。

最初解释为液态水的雷达讯号，是在火星的一个称为南极层状沉积物的区域中发现，该沉积物以水冰、干冰（冻结的二氧化碳）和尘埃的交替层命名，这些层已经在那里定居了数百万年。 这些层可以提供火星自转轴倾斜如何随时间变化的记录，就像地球自转轴倾斜的变化在整个地球历史上创造了冰河时代和温暖时期一样。 当火星的自转轴倾斜度较低时，该地区积雪和灰尘层，最终形成了今天在那里发现的厚层冰盖。

通过向地面发射无线电波，科学家可以窥视这些冰层下方，详细绘制它们的地图。 无线电波在穿过地下物质时会失去能量;当它们反射回太空船时，它们的讯号通常较弱。 但在某些情况下，从该区域地下返回的信号比地面的信号更强。 一些科学家将这些信号解释是可能有液态水的存在，因为液态水会强烈反射无线电波。

谢弗李·普特（Jeffrey Plaut）和阿迪亚·库勒（Aditya Khuller） 是亚利桑那州立大学的博士生，他们在喷射推进实验室实习期间进行研究时，不能确定这些讯号表明什么。 假设含有液态水的区域在火星南极的一个相对较小的区域中跨越约十至二十公里。 库勒和普特搜索类似的强无线电讯号扩展到四万四千次测量，这些测量分布在整个火星南极地区长达十五年的数据中。

分析显示，在比以往任何时候都大得多的区域和深度范围内，还有数十个额外的明亮雷达反射区。 在某些地方，它们离地面不到1.6公里，那里的温度估计为摄氏零下63度，冷到水会结冰，即使它含有称为高氯酸盐的盐分矿物质，可以降低水的冰点。
研究人员计算融化该地区地下冰所需的热量，发现只有最近地面下的火山活动才能解释南极下液态水的潜在存在。 他们发现，要保持这种水的液态，需要两倍于估计的火星地热热流。 库勒说：「获得这么多热量的一种可能方法是通过火山活动。 然而，我们还没有真正看到南极近期火山活动的任何有力证据，因此火山活动似乎不太可能允许整个地区存在地下液态水。 」

如果它们不是液态水，那么如何解释明亮的反射？ 虽然不能肯定。 但今次的研究为科学家提供了该地区详细地图，其中包含火星气候历史的线索和各种形式的水的作用。

【图：欧洲太空总署;文：节译自美国太空总署喷射推进实验室2021年6月24日新闻公布】研究全文刊登在2021年6月16日出版的《地球物理研究快报》

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