“火星叔叔”鄭永春談液態(tài)水新發(fā)現(xiàn)：移民火星已經(jīng)不是科幻了

當(dāng)?shù)貢r間2018年7月25日，法新社7月25日消息稱，研究發(fā)現(xiàn)，火星上發(fā)現(xiàn)了第一個液態(tài)水湖。視覺中國 圖

地球的“鄰居”火星最近“火了”。

點燃這個紅色星球熱度的是美國《科學(xué)》雜志25日發(fā)表的一篇論文——火星上有液態(tài)水。根據(jù)論文作者、意大利博士羅伯托·奧羅塞和他的團隊的分析結(jié)果，歐洲空間局(ESA)的火星探測器在火星南極冰蓋下1.5公里處發(fā)現(xiàn)了20公里寬的液態(tài)水體。這是人類首次在火星上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水構(gòu)成的湖泊。

而在7月27日又恰逢“火星大沖”，這是火星與地球之間距離最短的日子。按照慣例，天文學(xué)家們會在這一天集中觀測火星，這一天同樣也是火星探測器的發(fā)射窗口。

液態(tài)水源一直被視為生命存在的關(guān)鍵條件，火星上的新發(fā)現(xiàn)勢必會引起更多人對這個星球的興趣。盡管這個地下湖實際上又冷又咸，是一灘超低溫的“鹵水”，復(fù)雜形式的生命很難在此生存，但有此突破，科學(xué)家們將帶著更多的信心在火星表面尋找液態(tài)水。而未來數(shù)年中、美、印、歐等大國的火星探測計劃和美國私人航天公司SpaceX雄心勃勃的2030火星殖民計劃，也將再度掀起一波久違的“火星熱”。

中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)采訪時表示，根據(jù)使用同樣分析方法在地球上的研究經(jīng)驗，可以初步做出那就是液態(tài)水的推斷。但在沒有交叉證據(jù)的情況下，現(xiàn)在還不能完全“坐實”那就是一個液態(tài)水構(gòu)成的地下湖泊。

“目前的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)MARSIS(火星先進地下和電離層探測雷達)對冰蓋下探測的結(jié)果分析得到的，這種方法已經(jīng)在地球南極得到了驗證。”鄭永春表示，“我們可以推測那是一個液態(tài)水湖，但未來還需要通過其他任務(wù)來交叉證明，尋找多重證據(jù)。不過，不一定非要在冰蓋上打孔才能確認。”

鄭永春目前擔(dān)任科普中國形象大使，被稱作“火星叔叔”的他對人類移民火星保持樂觀，“已經(jīng)不是科幻了”。

“除了液態(tài)水，想不出它還能是什么”

火星距離地球最近距離約為5500萬公里，最遠達四億公里，是太陽系中與地球最為相似的行星，也是唯一可能經(jīng)改造后適合大規(guī)模移民的星球。

據(jù)美國《國家地理》雜志網(wǎng)站報道，數(shù)十億年前，火星可能像地球一樣溫暖，并且被海洋所覆蓋，但如今的火星表面卻被干燥的沙漠覆蓋。

盡管如此，水的痕跡其實遍布這顆紅色星球。根據(jù)對火星軌道探測器照片的分析，科學(xué)家們早已發(fā)現(xiàn)了疑似被水流沖刷而成的河谷、三角洲、湖床等地質(zhì)結(jié)構(gòu)。到目前為止，科學(xué)家也已多次在火星上發(fā)現(xiàn)有水的跡象，但它們的存留時間通常非常短暫，或處于難以接近的地帶。這些水不是存在于大氣、永久凍土或極地上，就是季節(jié)性地滲透到火山口的斜坡上。

但也有人提出，找水不僅要看地表，還要想辦法探測地下水體。早在1987年，一名叫斯蒂芬·克里福爾德(Clifford)的美國研究人員就提出，火星兩極冰蓋下很可能存在液態(tài)水。他認為，兩極冰蓋十分厚重，底部壓強巨大，因此，冰蓋下部的冰會被“壓”成液態(tài)。

假說早已建立，但為何人類直到今天才發(fā)現(xiàn)火星上的冰下湖泊?對此，鄭永春認為，此次“火星快車”探測器攜帶的MARSIS探地雷達居功至偉。

“以往的火星探測器，絕大多數(shù)都是直接對火星的地表進行探測。”鄭永春解釋道，“如果想探測火星地表之下的秘密，就需要用先進的探地雷達和地震儀等手段。此次MARSIS的發(fā)現(xiàn)位于火星南極冰蓋1.5千米深處，即便是NASA的火星軌道勘測器搭載的SHARAD雷達，也無法探測到如此深度。”

MARSIS雷達在2012年上半年曾進行了一次軟件升級，提升了獲得更詳細數(shù)據(jù)的能力。在搜集數(shù)據(jù)的過程中，MARSIS會向火星發(fā)射低頻電磁脈沖(編者注：而NASA的火星探測器發(fā)射的則是高頻脈沖，這也解釋了為何NASA的火星軌道勘測器未能得到同樣發(fā)現(xiàn))，這些脈沖會與火星地表下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征產(chǎn)生相互作用，并反射回MARSIS。科學(xué)家們在對數(shù)據(jù)的分析中發(fā)現(xiàn)，南極冰蓋下方約1.5公里某處的區(qū)域，反射回的信號尤其強烈，不符合固體的反射特征。

在此前科學(xué)家對地球兩極冰蓋的研究過程中，此類反射特征都是冰下湖泊造成的。研究人員認為，冰下液態(tài)水湖泊是唯一符合當(dāng)前觀測結(jié)果的解釋。

澎湃新聞檢索了奧羅塞博士在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文。在論文的下半部分，研究人員試圖為這種強烈的反射找到其他的可能性，奧羅塞提出了液態(tài)二氧化碳的備選解釋。但在隨后的論證中發(fā)現(xiàn)，即便是液態(tài)二氧化碳，也無法造成如此強烈的雷達信號反射，因為液態(tài)二氧化碳的相對介電常數(shù)(Relative Dielectric Permittivity)相比于液態(tài)水低了很多。

NASA火星計劃辦公室首席科學(xué)家理查德·祖雷克(Richard Zurek)在美國廣播公司(ABC) 26日播出的一檔科普節(jié)目中就表示，“我不能保證它就是液態(tài)水，但我也想不出除了液態(tài)水之外，它還能是什么。”

在MARSIS跨出了發(fā)現(xiàn)液態(tài)湖泊的第一步之后，科學(xué)家們也開始思考液態(tài)水在火星存在的普遍性。

意大利羅馬特雷大學(xué)的埃琳娜佩蒂內(nèi)利也是《科學(xué)》雜志上這篇論文的合著作者之一，她也是奧羅塞博士的團隊成員。她在接受美國媒體采訪時表示，像該處地點一樣反射回異常雷達信號的區(qū)域還有很多。

“(火星上)還有其他類似的地區(qū)，我們沒有理由說這是火星上唯一的液態(tài)水湖。”她補充說。

鹽湖也能孕育生命嗎

在人類尋找地外生命的征途中，科學(xué)家們遵循的是“跟著水走”的策略。液態(tài)水被視作生命賴以存在的必要條件之一。如果沒有水，那么也無法出現(xiàn)人類所熟知的生命形式。

根據(jù)奧羅塞博士的論文，此次發(fā)現(xiàn)的液態(tài)水湖含鹽量極高，是一個名副其實的鹽湖。正是因為湖的含鹽量極高，其水體能夠在極低溫環(huán)境下保持液態(tài)。但是，高濃度的鹽對水中生命也會造成巨大威脅。

對于地球上的普通水中生物而言，高濃度的鹽水會使得生物細胞滲透失水，進而導(dǎo)致生物死亡。

不過，科學(xué)家們也曾發(fā)現(xiàn)，在地球上的某些極端環(huán)境中也有嗜鹽生物的蹤影。“目前發(fā)現(xiàn)的‘鹵水’雖然鹽度很高，但在(地球)深海也有這樣高鹽度的水體，仍然可以有生命存在。”鄭永春表示。

中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院行星科學(xué)研究所肖智勇副教授在接受《科技日報》采訪時也表示，鹽度很高的水并不代表生命不能存在，比如美國加州死亡谷、中國青海柴達木以及新疆塔克拉瑪干沙漠，其中一些鹽度極高的水中也發(fā)現(xiàn)了大量的生命。

而據(jù)《紐約時報》26日報道，前意大利空間局首席科學(xué)家、指導(dǎo)這次研究的恩里克·弗拉米尼(Enrico Flamini)在論文刊登后召開的一場新聞發(fā)布會上也表達了對探尋火星生命的樂觀看法。

“液態(tài)水就在那兒，它是咸的，而且還和周圍的巖石有接觸。”弗拉米尼說，“有很多理由可以相信，那里面會存在生命，或者那兒具備維系生命存在的條件。”

大氣、磁場可以人工實現(xiàn)

隨著人類航空航天技術(shù)的發(fā)展，“移民”外星球也成為科學(xué)家不斷探索的方向，火星一直被認為是首選之地。自從太空時代開始，人類已對火星進行了45次探測，是太陽系內(nèi)除地球外、人造探測器“光顧”最頻繁的行星。不管“鹵水”中是否存在生命，大量的液態(tài)水對火星移民者來說顯然是個好消息。

美國搜尋地外文明研究所的娜塔莉·卡布羅爾認為，假如真的存在液態(tài)水湖，那么它將有助于揭開火星上消失海洋的神秘面紗。

卡布羅爾在調(diào)查火星模擬環(huán)境的過程中，有時需要潛入安第斯山脈的湖泊中。在她看來，MARSIS的發(fā)現(xiàn)令人振奮。她說，“如果在極地附近有液態(tài)水，那么火星絕對是一個適宜人類居住和生活的地方。”

“對于火星移民，雖然還未提上日程，但顯然已經(jīng)不是科幻了。”鄭永春對移民火星表達了樂觀的態(tài)度，“有人說要有大氣，有人說要有磁場，但其實有水就可以產(chǎn)生氧氣，沒磁場可以通過地下掩體或人工磁場來屏蔽輻射，都是有辦法實現(xiàn)的。”

“一句話：未來已來，你愛來不來!” “火星叔叔”鄭永春最后說。

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