火星冰盖下存在液态水？科学家们带来了新证据

火星冰盖下存在液态水？科学家们带来了新证据在火星上冰封的南极冰盖下面有一些事情正在发生，但科学家们不能就什么达成一致。一项新研究重新审视了火星在所有的冰层下隐藏液态水的想法。这是一个令人兴奋的概念，但它还远远没有解决。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322503.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322503.htm

“祝融号”发现火星低纬度地区存在液态水

“祝融号”发现火星低纬度地区存在液态水“更重要的是，我们进一步研究认为，沙丘表面的含水特征，并不是地下水和二氧化碳导致的，而是因为降霜或降雪。”5月4日，论文通讯作者、中科院地质与地球物理研究所研究员秦小光告诉科技日报记者。火星上是否存在液态水，一直是大众关注的焦点，对星际移民、理解近代火星气候演化具有重要意义。如果存在液态水，就说明火星可能有适宜生存的环境，乃至存在生命。过去的研究已证明，早期火星曾存在大量液态水。后来，由于大气层消失，火星气候环境发生了重大转变，极低的气压和水汽含量导致今天火星上液态水难以稳定存在，只能以固态或气态的形式存在。然而，美国“凤凰”号火星探测器机械臂上观测到的液滴证明，当前火星高纬度地区夏季可以出现含盐液态水；同时，数值模拟也显示，适合液态水存在的气候条件可以短暂出现在当今火星的某些地方。“但是，气温最高的火星低纬度地区是否存在液态水，至今仍然缺少直接的观测证据。”秦小光说。2021年，我国天问一号火星任务搭载的“祝融号”火星车成功着陆于乌托邦平原南部边缘，该地区位于火星低纬度地区。截至2022年5月休眠，“祝融号”火星车工作了350多个火星日，行程约2000米，获得了大量宝贵的科学探测数据。“这为研究上述问题提供了极好的条件。”秦小光强调。利用“祝融号”搭载的导航地形相机、多光谱相机和火星表面成分探测仪，研究人员对该地区沙丘表面的微观形貌特征和物质成分特征开展了深入研究；同时，结合“祝融号”火星气象仪的实测数据和其他火星探测器的地表观测气象数据，研究人员确定，该地区含盐沙丘表面的含水特征，与降温时发生的降霜或降雪有关。“含盐沙粒能够促使霜雪在低温下融化形成含盐液态水，盐水干燥后，硫酸盐、蛋白石和铁氧化物等含水矿物会胶结沙粒，形成风沙团粒乃至结壳，结壳进一步干燥会形成龟裂。”秦小光解释，后期的再次降霜降雪，在结壳上又会进一步形成多边形脊和带状水痕等液态水活动痕迹。在晚亚马逊纪40万年至140万年以来的多次火星地轴大倾角时期，火星水汽从极地冰盖向赤道方向的扩散传输，导致火星低纬度地区多次出现湿润的环境。由此，研究人员提出，火星地轴大倾角时，低纬度地区的低温有助于降霜降雪，进而导致含盐沙丘表面结壳和团粒化，造成沙丘固化并留下液态水的活动痕迹。秦小光表示，这项研究填补了在火星低纬度地区存在液态水地面观测证据的空白，揭示了在表面温度相对温暖、适宜的低纬度地区，现代火星仍然可以出现潮湿的环境。这一发现对理解火星气候演化历史、寻找宜居环境具有非常重要的意义，也为未来寻找生命提供了关键线索。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358263.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358263.htm

火星南极表面下的明亮反光更有可能是地质层的结果 而不是液态水

火星南极表面下的明亮反光更有可能是地质层的结果而不是液态水根据康奈尔大学天文学家的一项研究，火星南极表面下的明亮反光，更有可能是地质层的结果，而不是液态水。研究人员在《自然-天文学》杂志上发表了他们的发现。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326957.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1326957.htm

火星上的液态水存在时间可能不足以令其形成生命

火星上的液态水存在时间可能不足以令其形成生命以前，科学家们相信只有液态水才能塑造火星上的沟壑，因为地球上就是这样。没有考虑到的是升华，即物质从固态直接转变为气态。升华就是二氧化碳冰消失的过程（有时水冰也会经历这种过程）。冰冻的二氧化碳在火星上随处可见，包括在沟壑中。当二氧化碳冰在这些沟壑中升华时，产生的气体会将碎石进一步推向斜坡，并继续塑造斜坡。在荷兰乌得勒支大学行星研究员隆内克-罗伊洛夫斯（LonnekeRoelofs）的带领下，一个科学家小组发现，二氧化碳冰的升华可能塑造了火星沟壑，这可能意味着火星上最近出现液态水的时间可能比以前想象的要早。这也意味着火星上可能出现生命并繁衍生息的时间窗口可能更短。"在火星大气条件下，二氧化碳冰的升华可以使沉积物流动，并形成类似于在火星上观察到的形态，"Roelofs和她的同事在最近发表于《地球与环境通讯》（CommunicationsEarth&Environment）上的一项研究中说。进入稀薄空气地球和火星沟壑的形态基本相同。不同的是，我们可以肯定，液态水是它们在地球上形成并不断塑造和再塑造的幕后推手。这种活动包括开凿新的沟道，将更多的碎石带到沟底。古代火星可能有足够稳定的液态水来完成这些活动，而现在的火星表面却没有足够的液态水来维持这种活动。这就是升华的作用所在。在物质开始流动的同时，火星表面也出现了二氧化碳冰。在研究了类似的观测结果后，研究人员假设这些流动是在冰冻的二氧化碳升华时被气体向下推动的。由于火星上的气压较低，升华产生的气体流量比在地球上要相对大一些--足以使物质的流体运动成为可能。有两种方法可以触发升华，使这些流体运动起来。当沟谷中较暴露区域的一部分坍塌时，尤其是在陡坡上，被太阳加热的沉积物和其他碎屑会掉落在较阴凉区域的二氧化碳冰上。坠落物产生的热量可以为冰霜升华提供足够的能量。另一种可能性是，二氧化碳冰和沉积物会从沟壑中脱离，落到较热的物质上，这也会引发升华。实验室中的火星这些想法存在一个问题：由于目前人类还没有登陆火星，因此无法对这些现象进行现场观测，只能通过航天器传回图像和数据。因此，一切都是假设。研究小组必须建立火星沟壑模型，以便实时观察火星沟壑的活动。为了在实验室中重现红色星球的部分地貌，罗伊洛夫斯在一个特殊的环境舱中建造了一条水槽，模拟火星的大气压力。它足够陡峭，物质可以向下移动，足够寒冷，二氧化碳冰可以保持稳定。但研究小组还在相邻的斜坡上增加了较暖的坡度，以便为升华提供热量，从而推动碎片的移动。他们对火星上可能出现的两种情况进行了实验：热量来自二氧化碳冰层下方，而温暖的物质则被浇筑在冰层之上。这两种情况都产生了假设的那种流动。为了进一步证明在特定条件下会发生由升华驱动的流动，他们又进行了两次实验，一次是在类似地球的压力下，另一次是在没有二氧化碳冰的情况下。这两个实验都没有产生气流。研究人员在研究报告中说："这些实验首次提供了直接证据，证明在火星大气条件下，二氧化碳升华可以使颗粒流动并维持下去。"研究人员在研究报告中说："因为这项实验表明，沟壑和类似的系统可以由升华而不仅仅是液态水形成，这就提出了一个问题：火星表面有足够的液态水供应，可供生物（如果有的话）生存多长时间。火星的适居期可能比人们曾经认为的要短。这是否意味着火星上从未有过生物？不一定，但罗洛夫斯的发现可能会影响我们对未来行星宜居性的看法。"《地球与环境通讯》，2024年。DOI:10.1038/s43247-024-01298-7...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426508.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426508.htm

地大研究团队发现火星近期水活动新证据

地大研究团队发现火星近期水活动新证据火星的水活动特征一直是火星探测与研究所关注的焦点。一般认为，自诺亚纪（约37亿年以前）以来，火星的地表水活动逐步减弱。进入亚马逊纪（约30亿年前至今），气候变得干旱寒冷，液态水难以在火星表面稳定存在，水以冰的形式贮存于火星两极及中高纬度地表以下的土壤和岩石中。2021年5月，我国“天问一号”探测器携带的“祝融号”火星车着陆于乌托邦平原南部，在其着陆及巡视范围内分布有大量的横向风成脊。横向风成脊是火星表面较为年轻（可能小于100万年）的风成地貌，是研究火星大气运动及气候特征的重要载体。研究团队利用“祝融号”导航与地形相机数据，对火星车巡视路线上的横向风成脊表面形貌特征进行了详细刻画，首次在火星横向风成脊表面识别出小型多边形裂隙。同时，对原位光谱数据的解译表明，这些裂隙分布区的表面可能存在石膏等含水硫酸盐矿物，意味着水在这些多边形裂隙的形成过程中起到的重要作用。结合着陆区的地质背景，研究团队认为这些多边形裂隙可能存在两种成因。一种是地下水通过毛细作用，被输送至横向风成脊表面，在水分蒸发过程中表面收缩形成多边形。第二种是地表与大气中的水汽交换，导致横向风成脊表面形成硬化的砂质壳层，壳层破裂形成多边形裂隙。其中，第二种成因机制可能性较大。此前，有研究认为火星冲沟和复现性斜坡纹可能指示了火星近期的液态水活动，火星横向风成脊表面小型多边形裂隙的发现为了解火星表面水活动，评估当前火星的宜居性这一关键科学问题，提供了新线索。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357447.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357447.htm

科考人员在南极东部冰盖下发现远古景观

科考人员在南极东部冰盖下发现远古景观左图和右图显示的是在ICECAP数据收集项目期间对南极洲进行部分勘测时使用的飞机和设备，由ICECAP提供。中间的图片显示了如果冰层被揭开，南极洲的地貌会是怎样，图片由StewartJamieson提供。他们发现，这片地貌似乎是由至少1400万年前的河流形成的，甚至可能早于大约3400万年前南极东部冰层的最初生长。这一新发现的地貌由古老的山谷和山脊组成，在大小和规模上与英国北威尔士的冰川改造地貌并无二致。它的存在意味着研究人员所调查地区的冰原温度长期保持稳定。该研究发表在《自然-通讯》（NatureCommunications）杂志上。如果冰层被移走，南极洲的地貌将会如何，图片来源：StewartJamieson主要作者、英国达勒姆大学地理系的斯图尔特-贾米森（StewartJamieson）教授说："南极东部冰原下的陆地不如火星表面那么为人所知。这是一个问题，因为地貌控制着南极洲冰层的流动方式，也控制着冰层对过去、现在和未来气候变化的反应方式。因此，我们正在对地貌的一小部分进行更详细的调查，看看它能告诉我们地貌的演变和冰原的演变。我们发现的是一个古老的地表，它没有被冰原侵蚀，相反，它看起来像是在冰原出现之前由河流形成的。这告诉我们，这一特定区域并没有发生很大的变化，这表明，虽然冰原的这一部分可能在过去较暖的时期后退了，但这一地点的条件很可能没有发生太大的变化，这有助于我们了解冰原可能如何应对未来和持续的变暖。"研究贡献与未来探索该研究的合著者、英国纽卡斯尔大学极地科学与环境地球物理学教授尼尔-罗斯（NeilRoss）说："这一景观'隐藏'在人们的视线中多年，却能告诉我们如此多有关南极东部冰原的早期和长期历史，并帮助我们了解它在应对未来气候变化时可能发生的演变，这一点非常了不起。这是一个慢热的项目，但现在已经在一篇令人兴奋的论文中取得了成果，其中涉及一个伟大的研究团队"。这个研究小组与其他研究人员合作，绘制出了南极洲冰层下隐藏的山脉、峡谷系统和湖泊，这一发现是在他们之前工作的基础上取得的。虽然肉眼无法看到冰层下的地貌，但在该地区上空拍摄的卫星图像显示，冰层表面有细微的起伏，为了解冰下地貌提供了线索。在一些地方，通过飞机的无线电回声探测，可以透过冰层看到冰下地貌，并绘制出冰层下陆地的形状图，从而证实了冰下地貌的存在。研究小组认为，南极东部冰盖下很可能还隐藏着其他尚未发现的古老地貌。贾米森教授补充说："我们将继续探索地貌，尽最大努力填补没有勘测到的空白，并利用这些信息来了解冰盖及其下的地貌在漫长的历史中是如何变化的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392203.htm