作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2017/11/29 9:35:57
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火星表面“流动液态水”或为“乌龙”
“水纹”其实只是“沙纹”

 

本报讯 很少有人像美国图森市亚利桑那大学行星地质学家Alfred McEwen那样对火星的峡谷和环形山进行过调查。McEwen是火星勘测轨道飞行器(MRO)上装载的高分辨率照相机的首席研究员,该探测器于2006年进入火星轨道,揭示了小到一块面包大小的火星表面特征。到目前为止,MRO已经完成了5.5万次观测,这架探测器也已经使这颗红色星球约2%的面积暴露在照相机的监视之下。

McEwen最重要的发现之一是在2011年,当时他在火星表面注意到一种反复出现的“季节性斜坡纹线”(RSL)——在陡峭的山坡上有几千条这种临时的条纹,大部分都位于火星赤道附近。并且随着从春天向夏天的过渡,这些条纹逐渐生长并变暗,就像水的渗透一样。水是生命之源,探索火星生命的重要路径之一就是寻找液态水。这些条纹很快被认为是今天的火星表面仍然存在液态水的最佳证据,同时也成为寻找微生物的最佳地点之一。

但现在,McEwen已经不再有被自己最初的发现所引发的兴奋。在11月在线发表于《自然—地球科学》杂志上的一项研究中,他和同事分析了151条条纹,发现它们只发生在斜坡的角度超过27度的地方,当斜坡的角度减少时,它们总会消失。研究人员将这一现象解释为RSL不是由水形成的——它会沿着较平缓的斜坡流动,是由沙子和尘土形成的干流,它们在寻求自然的静止角。

美国宇航局(NASA)曾宣布发现火星上有流动液态水的“有力证据”:火星黑暗区域陡峭岩坡上的神秘条纹。这些狭窄的RSL在寒冷季节消失,温暖季节重现。通过光谱数据分析,科学家推定这是盐水流活动的结果。

然而,新研究认为,火星表面“大量液态水在流动”其实是个“乌龙”,流动的可能只是沙子。现在的火星表面非常干燥,生命难以存活。

研究人员对151处RSL进行分析,发现从纹线的长度和斜坡的斜率等因素考察,这种流动与沙丘的粒状流动如出一辙。“聚沙成塔,聚水成河”,液态水和沙子的流动性差别很大。从这些斜坡的斜率来看,水流的长度应该比这些纹线更长,流向更低的位置。

一种假说认为,30亿年前火星曾有大量的水,但后来火星逐渐变得寒冷干燥,水主要以冰的形式存在于地下。新研究支持这一假说,认为目前火星上存在的液体“少得可怜”,只有大气和薄层水膜中存在溶解水分的痕迹。同时,RSL附近发现的水合物表明,少量水可能仍以某种特定形式参与化学反应。

对地球来说,火星既是“近邻”又像“孪生兄弟”。人类尽管已发现越来越多的类地行星,但探测火星的热情丝毫不减。科学家曾计划在火星上就地取水以供载人登陆所需,但这项新发现告诉人们或许需要另辟蹊径。

目前NASA于2001年发射的“奥德赛”和2005年发射的MRO依然在环绕火星运转。此外,美国2003年发射的“机遇”号火星车和2011年发射的“好奇”号火星车也在火星表面上工作。

火星是太阳系由内往外数第四颗行星,属于类地行星,直径约为地球直径的一半,自转轴倾角、自转周期相近,公转一周则花两倍时间。其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星。

火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体,二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。与地球相比,地质活动不活跃,地表地貌大部分于远古较活跃的时期形成,有密布的陨石坑、火山与峡谷。火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠,上面覆盖的干冰会随季节变化而消长。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2017-11-29 第2版 国际)
 
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