火星表面曾經有水,那現在為什麼消失了
火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布且沒有穩定的液態水體(2015年9月28日,美國宇航局公布火星上有少量的水)。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。火星兩極皆有水冰與乾冰組成的極冠會隨著季節消長。
與地球相比,火星地質活動較不活躍,地表地貌大部份於遠古較活躍的時期形成,有密布的隕石坑、火山與峽谷,包括太陽系最高的山:奧林帕斯山和最大的峽谷:水手號峽谷。另一個獨特的地形特徵是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原。
牛津大學科研人員認為:當火星表面的水分被吸收進火星外殼時,火星就不適合居住了。
牛津大學地球科學系牽頭的最新研究對星球環境的微妙變化提供了洞見,星球環境決定了星球是否可能有生命。
直到30億年前,火星表面還覆蓋著水,與地球差不多。但是,現在的火星貧瘠乾旱,因此除了在科幻小說中,火星人是不存在的。
2015年9月28日,科學家稱火星上不但只有位於兩極、已經凝固成冰的水,更有隻會在和暖季節時出現、流動的液態水。科學家指他們的最新發現,強烈支持在火星表面上,有鹽水於夏季時分在部分斜坡上流動的理論。報告指,這些又窄又黑、猶如手指的痕迹,只會在火星最和暖的季節時出現,但於其餘時節就會消失。出現這種季節性的情況,是因為鹽降低了水的凝固點。
不過,這次發現的最重要意義,是因為水是生命的起源,因此今次發現火星存有流動水,令科學家下一個目標,就是要在火星上作進一步的探索,以調查火星現時是否有任何微生物形態的生命。
科研人員長期以來一直在思索:火星上的水發生了什麼。此前的研究表明:火星磁場崩塌後,火星上的一部分水被吸進了太空。
然而,牛津大學研究人員進行的一項最新研究表明:水還在,只是由於已與岩石外殼發生化學反應,所以已鎖在火星表層了。
研究帶頭人韋德博士說:「在火星上,水與剛剛噴發形成玄武岩外殼的熔岩起反應,產生海綿式效應。」研究報告發表在《自然》雜誌上。
他說:「這種水與岩石之間的反應改變了岩石礦物學,導致星球表層乾旱,因而不適合生命居住。」
地球與太陽系其他星球——比如火星——之間的微小差別為生命出現在我們這個星球、而不是其他星球創造了條件。韋德博士說:「最大的區別就在於火星的表層岩含有更多的鐵,因為火星是在更加氧化條件下形成的。」
科研人員發現火星上的岩石鎖住的水分要比地球上的岩石多25%,然後這些岩石又將水傳輸到星球內部。
長期以來,人們一直認為火星可能有生命,特別關注火星的含水量。
以往的研究發現:火星的結構表明它的表層一度可能存在微生物,也許是在曾經有過的熱泉和間歇噴泉里。
杜倫大學研究員吉姆?麥克爾韋恩教授指出:雖然火星不像地球這樣有水,但是即使是今天它也沒有完全乾涸。麥克爾韋恩研究過火星可能存在水源的問題,但未參與此次研究。
他說:「我們知道火星以前有過很多水,數十億年以前。但是我們也知道現在還有大量水,在冰里。」
麥克爾韋恩教授說雖然火星岩石可能吸收了水分,但是,即使沒有這個現象,火星很可能仍然不會有類似地球這樣的海洋,因為它的大氣條件不同。
他說:「水很可能最終結成冰,或進入了太空。」不過,韋德博士說探究其他星球上岩石化學成分在鎖住水分和改變環境方面的作用非常重要。
星球成分的微小化學變化可能對其維持生命的能力產生重大影響。
韋德博士說:「這些影響及其對其他星球的意義尚未得到實際探索。」
科學家認為,火星上存在古湖泊,這個湖泊可能已有數千年,甚至數百萬年曆史,與「好奇」號此前發現了火星具有水面與地下水的證據,一起證明了火星比其它沙漠狀的星球與地球更為相似。
火星上有水卻為何沒有生命?科學家說終於找到原因
報告稱,火星表面發現的「溝」很可能是「高濃度鹹水」流經所產生的痕迹,而這項最新發現意味著火星表面很可能有液態水活動。液態水是生命存在的必要條件。
夏季出現,冬季消失
NASA方面稱,研究者利用火星勘測軌道飛行器上的光譜成像儀,探測到了紅色星球上神秘的條紋上存在水合礦物質的存在。這些條紋隨著時間變化,在溫暖的晚春形成,夏季顏色變深,往斜坡流動,到了秋季又消失了。NASA稱,當火星溫度超過零下23℃時,這些條紋在多處地方出現,而火星變冷時又消失。這些深色條紋寬可至5米,長過百米,最先是在2010年被發現的。
「鹽水」在火星表面流動
「我們對宇宙生命的搜索中,在火星上的探索是『跟著水走』的。現在我們有了確鑿的證據,驗證了一直以來的假設。」NASA科學任務局執行官約翰·格魯斯菲爾德說,「我們可以確認水——儘管是鹽水——正在今天的火星表面流動,這是巨大的進展。」
不過昨日NASA並未展示直接的水的圖像,因為水即使存在於火星表面,也很快會蒸發。
該研究最早發現者,喬治亞理工大學的盧恩德拉·奧傑哈說,軌道飛行器是火星時間下午3點採集數據的,這並非觀察火星表面水的最佳時間,因為此時的相對濕度非常低。「如果早8個小時或晚8個小時,科學家可能能看到水。」他說。
而之所以能確認火星表面水的存在,主要是研究者在火星上特殊的深黑條紋地貌上發現了新鮮的水合成鹽的存在,這意味著水剛剛流過。
「人類終於揭開水之謎」
對於科學家而言,已有很多證據顯示火星上存在水的跡象。40年前,科學家就發現火星有極地冰蓋,此後,科學家又陸續發現火星表面存在腐蝕的跡象,顯示可能存在過河流與海洋。
近些年,更多的信息出現。科學家發現了火星表面曾經存在水或冰川的表面痕迹,也發現過土壤中存在一些曾經有水的證據。
但至今為止,人類並未真正發現過火星或其他星球上有液態水。
也有科學家認為,即使火星歷史上曾經有過水,但因為火星引力小,大氣薄,大部分的水已蒸發入太空,而不是像向地球上一樣往表面流。
NASA火星探索項目首席科學家邁克爾·梅爾說,多個飛行器,多年的努力,人類終於解開了火星上是否存在水的謎,如今可以確認地說,這個寒冷,全是沙漠的行星表面,的確存在液態水。「似乎我們研究火星越多,我們也越了解生命是如何出現的,也越明白未來還需要哪些資源來支持生命。」
【小資料】
「火星勘測軌道飛行器」號(MRO)
2005年8月12日發射升空,是2005年NASA火星探測計劃之一,以前所未有的解析度對火星進行考察。MRO還曾經拍攝到北極冰蓋附近發生雪崩的照片。
釋疑
火星表面的水源在哪?
近期,以奧傑哈和其導師馬克伊恩署名的研究論文在歐洲行星間科學大會上提交,該研究確認,火星上的季節性斜波紋線就是目前依然還活躍的鹽水所致。
在奧傑哈等研究者看來,這種鹽水是至關重要的,也解釋了為何液態水能夠在寒冷的火星上存在。
按照目前火星的溫度,純凈的水很快就要被蒸發,要不冰凍,然而,如果是鹽水的話,其冰點會降很多,蒸發的速度也會變慢,因此在火星上容易呈穩定狀態。
馬克伊恩等人認為,火星上的水可能來自亞表面的冰,或是鹽分從大氣中吸收的水,也可能是含水層冒上來的。
今年4月,馬克伊恩發表論文稱,火星上的土壤可以從空氣中吸收足夠的水,演變成一點點的小水坑。而今年3月,NASA也宣稱,火星可能曾經有一個類似地球大西洋的海洋,而海洋里87%的水都蒸發掉了。
找到液態水意味著有生命?
一旦確認火星目前依然存在活躍的液態水,這將是人類第一次在另一個行星上發現液態水,其意義重大。水的存在意味著微生物可以在同一個環境中存在,這是生命存在的第一步。這不僅意味著人類對火星有了更深的了解,也意味著人類向火星移民的可能性更進了一步。
昨日NASA火星探索項目首席科學家邁克爾·梅爾也對媒體表示,因為確認了火星上現在還存在著液態水,因此可以認為今天的火星至少是可能有宜居環境的。
阿爾弗雷德·馬克伊恩則表示,靠近斜波紋的地方是尋找火星曾經出現過的生命最好的地方,不過雖然發現過去生命證據很重要,要理解其生物學還是會很難,如果能發現現在還存在的生命,那提供的有效信息會多得多。
英國蘭切斯特大學的天文教授約翰·布里吉斯對媒體表示,這個新的火星發現將給太空探索帶來新的方向,而水流的跡象可以引領人們尋找水源地,後者將可以成為尋找生命和未來人類移民任務的首要目的地。
人物
最初發現者是在讀研究生
奧傑哈出生在尼泊爾,15歲去美國開始讀高中,目前在喬治亞理工大學就讀研究生,他也是首個從照片分析中發現火星上可能存在液態水的研究者。
2011年,當時還在亞利桑那大學就讀,才21歲的奧傑哈通過對火星陰影的研究,認為地下鹽水可能是引起火星上奇特的季節性斜波紋線的原因,該研究當時發表在國際頂級期刊《自然》上,轟動一時。
奧傑哈科研依據的素材是火星勘測軌道飛行器發來的照片。導師馬克伊恩對媒體說,這些照片最早從2007年時就開始傳了過來,但因過於海量,很多都沒有被人分析,於是他建議自己的學生、主修地理物理的奧傑哈去研究這些照片中的波紋線。奧傑哈使用一種計算機演算法來分析這些照片,他去掉陰影、光干擾等視覺干擾元素,再辨別這些波紋線的區別,最終,他發現了其存在季節變化。
奧傑哈是一個科幻迷,痴迷於玄論、多重宇宙和時間旅行,最大的願望是發明時間機器。
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