火星上的水探索和证据

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液态水可能仍在火星上流动,但这并不意味着它很容易被发现。在红色星球上寻找水已经花费了超过15年的时间才能找到液体在今天表面流动的确切迹象。然而,在过去,河流和海洋可能已经覆盖了土地。所有的液态水都去了哪里?为什么?还剩下多少?

对红色星球的观测表明,河流和海洋可能是其早期历史中的突出特征。数十亿年前,火星是一个温暖湿润的世界,可以支持某些地区的微生物生命。但是这颗行星比地球小,重力更小,气氛更薄。随着时间的推移,随着液态水的蒸发,越来越多的水流入太空,从而减少了回落到地球表面的能量。

今天的水在哪里?

液态水似乎从火星表面的一些陡峭,相对温暖的斜坡流出。年,在火星勘测轨道器(MRO)上的高分辨率成像科学实验(HiRISE)摄像机拍摄的图像中,首次发现了称为重复斜率线(RSL)的特征。季节性出现的黑色条纹被证实是地球表面上咸水流动的迹象。

“如果这是正确的,那么火星上的RSL可能代表了中纬度陡坡上更为重要的正在进行的排水系统的表面表现”。

年,RSL的光谱分析使科学家得出结论,他们是由咸液态水引起的。

该研究的主要作者,亚特兰大乔治亚理工学院在一份声明中说:“在这些斜坡上检测到水合盐意味着水在这些条纹的形成中起着至关重要的作用。”大量的水沉积似乎被困在地球北极和南极的冰盖内。每年夏天,随着温度的升高,盖子会略微缩小,因为它们的内容物会直接从固体状态跳到气体状态,但在冬天,温度较低会导致它们长到纬度低至45度或赤道中途。帽子平均厚度为2英里(3公里),如果完全融化,可以用大约18英尺(5.6米)的水覆盖火星表面。

冷冻水也位于表面之下。科学家发现了一块像加利福尼亚州和德克萨斯州一样大的冰块,位于红色星球的赤道和北极之间。长期以来一直怀疑地下水的存在,但需要出现奇怪的分层陨石坑才能确认。地球的其他区域也可能含有冷冻水。一些高纬度地区似乎拥有图案化的地形,可能在土壤中形成永久冻土,随着时间的推移冻结和解冻。

欧洲航天局的火星快车宇宙飞船拍摄了冷却器阴影底部陨石坑中冰块的图像,这表明液态水可以在适当的条件下汇集。美国宇航局的火星勘测轨道器确定的其他陨石坑显示出类似的汇集。

火星上的水的证据在年首次出现,其中出现了沟渠,这表明了液体来源。在随后的几年里,他们的形成一直备受争议。

但不是每个人都认为火星今天含有水。新的研究表明,RSL实际上可能是由沙尘运动形成的颗粒流形成的。

“认为RSL可能是液态水流,但斜坡更像我们对干砂的期望,”“对RLS的这种新理解支持其他证据表明今天的火星非常干燥。”

最近在火星南极附近发现了一个可能的地下湖泊,这个想法可能已经被冲走了。

一个地下湖?

当研究人员宣布火星可能在其南极下方隐藏一个湖泊时,研究人员引起轰动。欧洲火星快车航天器使用其火星高级雷达进行地下和电离层探测(MARSIS)来探测建议的水。探地雷达向地面发射雷达脉冲,然后计算它们被反射所需的时间。地下层的属性会影响光束返回所需的时间。

MARSIS的调查显示,火星南极由多层冰和尘埃组成,深度约为1英里(1.5公里),分布在英里宽(公里)的区域内。

MARSIS实验的首席研究员在一份声明中说。“火星上的这种地下异常具有与水或富含水的沉积物相匹配的雷达特性,”

MARSIS还透露口袋中有一个地下湖泊。根据雷达回波,湖面不超过12.5英里(20公里),埋在地下近一英里。科学家们并不确定湖泊的深度,但他们已经确认它的深度至少为3英尺(1米)。根据研究人员的说法,湖泊必须有盐才能防止冻结。“这只是一个小型的研究区域;令人兴奋的前景是认为其他地方可能有更多这些地下水,还有待发现,”

并非所有研究人员都对液态水的存在一视同仁。

亚利桑那州行星科学研究所的火星研究员说:“我认为这是一个非常非常有说服力的论点,但这不是一个确凿或明确的论点。”“总有可能我们没有预见到的条件存在于基数的底部并且是这种明亮反映的原因。”

三十多年前,火星可以像地球一样在极地下方储存液态水。在地球上,南极和格陵兰冰盖下面的湖泊是在行星内的热量融化成碎片的冰川时形成的。类似的情况可能发生在火星极地冰盖下面。

美国宇航局首席科学家在一份声明中说:“在MARSIS数据中看到的亮点是一个不同寻常的特征,非常有趣,”“这肯定值得进一步研究。应该采用其他证据来检验解释。”“我们希望将来能够使用其他工具进一步研究它,”

寻找绿洲

当Mariner9成为年第一艘绕行另一颗行星的飞行器时,干河床和峡谷返回的照片似乎表明水已经存在于火星表面。来自Viking轨道飞行器的图像只强化了许多地形可能是由自来水造成的想法。来自Viking着陆器的数据表明水面下有水,但实验被认为是不确定的。[火星探索:自年以来的登陆和流浪者(信息图)]

90年代初开始了一系列火星任务。科学家们充斥着大量有关火星的信息。三个美国宇航局的轨道飞行器和一个由欧洲航天局派出的轨道从上方研究了这颗行星,绘制了地表并分析了下面的矿物。有些人检测到矿物质的存在,表明存在水。其他数据测量了足够的地下冰,以填补密歇根湖两次。他们发现有证据表明古代温泉曾经存在于地表,一些地区的降水持续下降。他们在一些较深的陨石坑中发现了冰块。

撞击坑提供了红色行星内部的视图。利用ESA的火星快车和美国宇航局的火星勘测轨道器,科学家们能够研究从行星内部喷出的岩石,找到暗示存在水的矿物质。

法国南特大学的在一份声明中说:“大约37亿年前,地壳的水循环发生在几公里深的地壳中。”

但是,轨道飞行器不是向火星发射的唯一物体。美国宇航局的好奇号探测器是过去15年来第五个降落在红色星球表面的机器人。探路者,凤凰城,精神和机遇都对这个星球进行了详细的测量;除了凤凰城之外,所有人都在地面上旅行,收集了大量信息。

探针挖到地上,检查岩石并进行实验。在8年,菲尼克斯出现了一小块明亮的材料,这些材料在四天后消失,导致科学家猜测它们是水冰块。着陆器继续探测收集和分析的样品中的水蒸气,确认红色行星上存在冷冻水。

灵魂和机遇,双流道,发现了岩石中的水痕。在一个问题成为解决方案的光辉榜样中,精神上的破碎车轮刮入火星表面的顶部,露出了富含二氧化硅的层,这层很可能是在水的存在下形成的。

好奇心发现了更多有关古代火星上水流动的证据。这艘1吨重的火星车在年8月降落后不久便穿过一条古老的河床,并检查了数十亿年前暴露在液态水中的岩石。

火星任务不是在火星上搜寻水的唯一方法。研究从红色星球喷出的岩石的科学家发现了过去水面下的水迹。“虽然机器人对火星的任务继续揭示地球历史,但可用于地球研究的唯一火星样本是火星陨石。”

“在地球上,我们可以利用多种分析技术更深入地观察陨石并揭示火星的历史。”

历史地貌

除了研究相对较新的(地质学上)水的存在之外,各种任务还在历史背景下研究了地球表面。今天火星的河床并没有湿润,但科学家们可以研究它们以了解更多关于地球演化的信息。

较为平坦的火星北部平原曾经曾经有过一个海洋,或者可能是因为这个星球在干旱时期循环,两个。科学家说,最近的水体可能只是暂时的,渗入地下,蒸发或冻结不到一百万年。

河床和沟壑表明,水至少短暂地穿过火星表面。根据估计,每年通过一个名为MarteVallis的大型通道系统每年流过密西西比河的水量要多一百倍。沟壑本身较小,可能在短暂的暴雨期间形成,当快速流动的水可能将它们划过陆地时。

好奇心发现有迹象表明,至少有一个地区的火星,夏普山,是由数百万年前沉积在湖床上的沉积物建造的,这表明这个星球上有大量的水池存在很长一段时间。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的项目科学家在一份声明中说:“如果我们对夏普山的假设得到支持,它就会对温暖和潮湿的条件是短暂的,局部的或仅在火星地下的观点提出质疑。”

在地球上,河流和湖泊周围的土地更湿润,由泥土和粘土组成。这种沉积物也存在于火星上,捕获水并指示较大的物体曾经存在的地方。

火星上的水可能比坐着更漂亮。一项新的研究表明,当液体沸腾时,由于压力低,它可以使沙子漂浮。

“因此,在评估最近和现今的火星人群浪费特征的形成时,必须考虑沉积物的悬浮,因为形成这些特征所需的水量比以前认为的要少得多,”研究人员在他们的研究中写道,该研究发表于期刊NatureCommunications。

液态黄金

对于我们这些被困在地球上的人来说,水似乎是一种非常常见的元素,但它具有很大的价值。除了了解火星如何随着时间的推移而发生变化和发展之外,科学家们希望找到水可以帮助他们找到更有价值的东西-生命,无论是过去还是现在。

众所周知,只有地球才能生活,地球上的生命需要水。虽然生活可以想象地不依赖于这种珍贵的液体而发展,但科学家们只能使用他们所知道的东西。因此,他们希望将水放在火星等天体上会导致找到生命的证据。

考虑到这一点,美国国家航空航天局制定了一项探索红色星球的战略,并将其作为“跟随水”的口号。最近发送到火星的轨道器,着陆器和漫游器旨在寻找水而不是生命,希望找到生活可以繁荣的环境。

然而,随着这些机器人返回的大量证据,情况发生了变化。好奇心确定火星确实可以支持古代过去的微生物生命,下一个美国宇航局的火星车-一个严重依赖好奇号的基本设计的汽车大小的机器人-将在年爆发,以寻找过去红色星球生命的证据。




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