2008年火星最迷人发现：分布广泛的水体(3)

2008年火星最迷人发现：分布广泛的水体

作者：孝文来源：新浪科技发布时间：2009-1-4 9:25:6

北京时间1月4日消息，据美国宇航局太空网报道，数百年来，人类一直在苦苦思索火星之谜，其中人们最感兴趣的一个问题是，火星上是否有生命存在？虽然到目前为止还没发现任何可证明火星上曾存在生命的证据，但是随着最近几年人们不断把飞船、登陆器和火星车发射到这颗红色行星上，用来研究我们这个红色近邻，收集可证明它在过去存在水、气候变化和其他地质及化学迹象的重要证据，这些方面或许都能对任何潜在的火星生命的出现产生重要影响，因此，今年有关这颗行星过去可能曾有生命存在的说法，得到最强有力的支持。

3. 2008年1月标志着美国宇航局的火星车“勇气”号和“机遇”号已经在这颗红色行星上度过了第四个年头，这两个火星车将在2009年1月庆祝它们在火星上停留五周年。

虽然有很多条件被认为对生命在一颗行星或者月球上出现非常重要，但是我们知道，水是生命必不可少的一个因素。因此，美国宇航局的科学家一直在努力通过各种任务，在火星上寻找水迹象，以便回答这颗红色行星是否适合居住的问题。虽然现在的火星非常干燥，但是科学家清楚，火星表面上一些看起来像溪谷、河床和湖床的地表特征，可能说明这颗红色行星表面曾经也是流水潺潺。但是，什么时候火星上存在流水，是否这里适合生命居住，是否这些地表特征只是由降雨、冰雪融水或者地下水形成的等问题，今年在“凤凰”号、“火星勘探轨道器”和其他任务的帮助下，至少已经找到了部分答案。

牵涉到与水有关的地表特征形成的几个途径包括：地下水和潜在的海洋(“火星勘探轨道器”拍摄到的图片提供了证据)、陨石坑里的湖(“火星勘探轨道器”也发现了证据)、热水泉(也是“火星勘探轨道器”发现的)、大规模山洪暴发和可能的降雨(火星车发现一些证据)。持续很长时间的大型水体是生命可能出现的主要地点，科学家可以对这些地方实施进一步的探索工作。最初的证据显示，在火星长达45亿年历史的前10亿年或者更就一些的时候，这颗红色行星上的大规模降雨、洪水和其他水体活动结束了。但是，今年利用“火星勘探轨道器”上的高分辨率科学实验成像仪(HiRISE)进行的一项研究发现浅色沉积物，这暗示出这颗行星在长达10亿年间，一直保持着潮湿环境。“火星勘探轨道器”发现的欧波沉积物(Opal deposit)，也说明火星上曾长期保持湿润环境。

“火星勘探轨道器”进行的另一项研究，主要着眼于一种被称作层状硅酸盐(phyllosilicates)的粘土矿物，这种矿物是在有水的地方形成。该研究指出，水体在火星表面的分布范围比我们以前认为的更加广泛。

“凤凰”号也可以确定火星北极平原地下是否存在水冰层，2002年，美国宇航局的火星“奥德赛”号首次在这颗红色行星上发现水冰迹象。目前，科学家正在研究“凤凰”号传回的火星北极土样的分析数据，查看当以前火星的轨道倾斜角使北极处于更加温暖的地方时，是否这里的冰层曾呈现液态。初步研究结果显示，这里曾经可能存在液态水，“凤凰”号在火星表面土样里发现粘土迹象。目前还不清楚是否火星极地冰盖曾有一部分转变成液态，但是“火星勘探轨道器”今年进行的另一项研究发现，北极地下的冰壳异常的厚，这说明这里比我们以前认为的更加寒冷，这种情况也意味着，如果这些冰转化成水，水体将比我们以前预料的更深。

科学家表示，今年刚刚分析的“机遇”号获得的数据显示，这个火星车在它所到之处发现的水体非常咸，但是这个发现，不能完全排除像地球上已知的忍耐力最强的喜盐生物等生命，在这种盐分含量非常高的水体里繁衍生息的可能性。火星探测器(MER)以前获得的发现，也以另一种方式描绘了一幅不适宜生命生存的图画：它们发现含大量硫酸盐的酸性土壤，这预示着火星上存在火山活动。这项发现说明，两个火星车正在探测的那些区域曾经存在的水体的酸性非常大，因此非常不适于生命生存。

但是，最近对“火星勘探轨道器”的数据进行分析发现，火星表面的一些矿穴或许曾免受酸浴的侵扰。该轨道器发现一些碳酸盐迹象，这种物质可在酸中溶解；碳酸盐的出现象征着这里的一些区域稍微更加适合生命生存，那里可能保存了一些生命留下的迹象。 “凤凰”号还发现一些迹象，这些迹象表明火星上存在一些更加适合生命生存的地方。“凤凰”号上的仪器发现，它的降落地点的土壤呈碱性。这颗登陆器挖掘的火星土样还显示出高氯酸盐的迹象，高氯酸盐是一种可担当火星微生物的能量源的化合物。“火星勘探轨道器”发现一个奇怪迹象――还原铁，该迹象表明火星表面曾存在生命。在地球上，还原铁一般是通过微生物形成，不过其他过程也能形成这种迹象，例如一颗与其相撞的彗星携带的有机碳发生化学反应等。

了解火星过去和现在的气候，对测定这颗行星是否适宜生命生存非常重要，今年，各种不同火星任务都提供了这颗红色行星的气候照片。众所周知，火星的气候随着它的轨道倾斜角的缓慢变化而发生改变，极地和赤道交替出现冷、热气候。“火星勘探轨道器”拍摄的最新图片展示了这方面的证据，这些照片上显示了过去的赤道冰川和火星上重复出现的冰川作用。“火星勘探轨道器”最近甚至在火星极区以外发现了冰川，它们被深埋在冰川沉积平原下面，这些冰川沉积平原好像是在与当前的火星气候不同的环境下形成的。“火星勘探轨道器”观测到的沉积层的变化，也为火星气候变化对它表面产生的影响提供了证据。

欧洲航天局的“火星快车”探测器(Mars Express Orbiter)在火星大气里发现干冰云，这些云在火星表面投下阴影，对局部天气和风的模式产生影响。“凤凰”号也在火星上空观察到云团，而且随着北半球渐入冬季，火星上空的云团变得越来越多。这颗登陆器甚至观察到雪从高空飘下，霜在火星地表形成。

“凤凰”号还监测到火星表面和大气里的水在白天和黑夜间的循环变化。在更加温暖潮湿的时候，可能会有更多水珠粘附在地表，形成一层水膜，一些微生物可以生活在里面。虽然这些发现填补了有关火星过去难解之谜的一些空白，但是目前仍有很多空白有待人们去填补。火星探测器、“火星勘探轨道器”和其他轨道器，以及即将发射升空的“火星科学实验室”(Mars Science Laboratory)和“火星大气与不稳定性变化”(MAVEN)任务的目的，都是为了寻找更多线索，帮助科学家拼合成更大的火星或者有关它的过去，尤其是这颗行星的可居性的照片。今年11月，“火星科学实验室”的发射时间被推迟到2011年。

论文作者：Bethany L. Ehlmann 期刊：《科学》发布时间：2008-12-20 9:11:32

水加二氧化碳，与钙、铁或镁混合起来，就会形成碳酸盐。碳酸盐会在酸中快速溶解，因此，今次在火星上的发现反驳了火星上的水分一度全属酸性的理论。

主持这次研究并在《科学》杂志发表成果的美国布朗大学研究生埃尔曼说：“火星可能曾经有过一个非常温和而且良性的环境，足以孕育火星早期的生命。”

碳酸盐过去曾在由“凤凰”号火星着陆器提供的泥土样本、火星的尘埃和地球上的火星陨石发现，但分量很小。但如今由火星侦察轨道器拍下的影像显示，最新发现的碳酸盐聚集处竟有一个足球场那么大，这是首次发现大量碳酸盐汇聚在一起。（来源：中国新闻网）

（《科学》（Science），Vol. 322. no. 5909, pp. 1828 - 1832，Bethany L. Ehlmann，James J. Wray）

据国外媒体报道，日前，科学家表示，数十亿年前火星与一颗德克萨斯州大小的小行星发生碰撞，最终导致在火星表面形成美国面积大小的崩塌，这是迄今人类所知晓最大的一次崩塌事件。

这项研究发现有助于揭示火星“阿拉比亚陆地平原”（Arabia Terra region）神秘起源之谜，据悉，阿拉比亚陆地平原位于火星平滑的北部低地和崎岖的南部高地之间。科学家猜测数十亿年前一颗直径1000英里（1600千米）的小行星撞击在火星北半球，此次剧烈的碰撞事件使得火星出现地形学上的“分裂”——北半球光滑平坦，而南半球崎岖不平。

该小行星的碰撞地点位于“伯勒里斯盆地”（Borealis Basin），该区域变成平坦低地，其直径大小是6000英里（10000千米），而南半球则变成高地，比伯勒里斯盆地高数英里。而北部低地和南部高地之间的分界线就是阿拉比亚陆地平原，其奇特的地形既不是高地，也不是盆地。

2008年12月，在美国旧金山召开的美国地球物理学联合会议上，科罗拉多州矿业学院地球物理学家杰夫－安德鲁斯－汉纳（Jeff Andrews-Hanna）称，阿拉比亚陆地平原是巨大小行星碰撞火星后的残骸体。

汉纳指出，经过这颗小行星碰撞之后，在火星表面上一个美国面积大小的高地出现崩塌，而现今的阿拉比亚陆地平原就是美国面积大小的高地分解后向北部滑脱180英里（300千米）形成的。这处高地向南滑脱至现今的伯勒里斯盆地边缘。他在一封电子邮件中写道：“换句话说，火星表面上最大的三个地形特征——伯勒里斯盆地、阿拉比亚陆地平原和高地地形的形成，事实上都是短时间内形成，由一次突如其来的小行星碰撞造成的。”

汉纳认为，发现阿拉比亚陆地平原是通过崩塌形成的线索来自于它的北部和南部边缘地区出现陡然斜坡，就如同一个巨大的台阶。他指出，类似这样的特征还出现在其他大型碰撞弹坑，许多弹坑有着靶心类型图形，或者是同心圆或由适当坡度高原分隔的陡然椭圆山脊。科学家们称，阿拉比亚陆地平原与其他弹坑的共同点显示它的形成可能源自一次小行星碰撞。

另一个线索是阿拉比亚陆地平原的内部边缘并不与伯勒里斯盆地的内部边缘连接在一起，相反阿拉比亚陆地平原的边缘向北偏移300千米，好像一场崩塌中断了由西向东的连接通道。

许多崩塌通常是发生在表面，汉纳强调称，在数十亿年前发生的这场小行星碰撞却导致了深度崩塌。这些低位地壳的岩石受引力作用，更倾向于流至盆地区域，引力作用使得火星表面的岩石向盆地位置进行牵引。这就好像小行星碰撞刚一发生，地壳便向低位盆地流动数百公里。

这种崩塌的速度有多快呢？目前汉纳尚无法确定，但从地质学角度考虑，这是非常迅速的。事实上，最好的研究对象是月球上类似伯勒里斯盆地的弹坑，类似月球上的崩塌出现在弹坑形成喷射出物质降落在地面上之前。他说：“从另一个角度来看，月球伯勒里斯盆地很可能将移动得非常缓慢。”