五大火星待解之謎

明亮的火星在尼泊爾薩迦瑪塔（Sagarmatha）國家公園上空升起。

攝影：BABAK TAFRESHI

撰文：ANDREW FAZEKAS

作為距離太陽第四遠的岩質行星，火星長期以來既帶給人們無盡的想像，也讓科學家們興趣不減。幾十年來，在這顆紅色行星上四處探索的火星車，給我們傳回了這個奇特星球的無數令人驚嘆的圖片。

火星上既有高度三倍於珠峰的群山，也有長度五倍於美國大峽谷的峽谷，它堪稱是探險者的天堂。它擁有充滿灰塵的大氣層，兩極冰蓋會隨季節變化，一天時間差不多是24小時，與地球十分相像，似乎在召喚著地球來客。

11月底，美國宇航局的下一個大型探測項目「洞察號」著陸器即將登陸火星。在此之際，讓我們來看看關於火星還亟待解決的幾大問題，其中的一些問題恐怕只有當人類踏足火星地表才能知曉答案。

火星上現在有液態水流動嗎？

如今的火星大氣又冷又稀薄，地表的液態水要麼蒸發，要麼凍在了土裡。不過，過去40年間，火星探測器拍攝的照片顯示，火星地表似乎有數百條幹涸的河道與峽谷，可能是遠古時期急速流動的水沖蝕而成。

那麼，這些水都去哪了呢？科學家認為，這些沖蝕而成的地貌可能是火星比較溫暖濕潤的時期留下的，一部分水可能仍然以冰的形式存在地下，或者以液態水的形式存在於更深的地方。

在火星軌道上的探測器已經發現火星兩極地區存在大量水冰。2015年，美國宇航局的火星勘測軌道探測器發現了強有力的證據，證明現代火星的地表上可能有液態水間歇性地流動。基於該探測器的數據，研究人員在許多陡峭的撞擊坑坑壁上鑒定出了水合礦物質的化學特徵，而此前，正是在這些地方，科學家還發現過神秘的暗色條紋。

那些火星山丘上的鹹水，可能會在溫暖的季節流淌，然後在變冷的時候消逝。但是，現在無法近距離檢查，很難斷言這些反覆出現的地貌究竟是水造成的，還是干土流動形成的。

與此同時，歐洲的火星快車探測器（Mars Express Orbiter）利用鑽地雷達在火星南極的冰蓋下發現了一些跡象，顯示下方存在一個長約19千米的湖泊。科學家認為，該地下湖泊之所以能保持液態，可能是因為它的鹽度較高。科學家推測，火星的極地可能散布著許多此類大型水庫。找到它們，並找出利用它們的路徑，對於人類未來到訪火星至關重要。

為何火星北半球平坦，而南半球卻布滿撞擊坑？

20世紀70年代，美國宇航局的「維京號」探測器首次完整地對火星地形進行了測繪。此後，科學家一直很困惑火星的兩面性：北半球平坦得多，地勢較低，而南半球則是布滿撞擊坑的高原，兩者的高差大約在5-8千米。

有人提出的理論稱，可能是地幔中的熱對流等內部地質過程造就了火星如今的地貌。還有一種可能性：由於遼闊的海洋曾填滿了火星北半球的大盆地，因而那裡地勢較低、較為平坦。

不過，還有研究者提出的理論就比較「暴力」：大約39億年前，相當於月球大小的小行星撞向了火星的南極。極具破壞力的撞擊，攪起了一片岩漿海，使火星的火山活動增多，而火山噴射出的物質形成了南半球的高原。

追溯火星的這段過往，有助於科學家更好地確定未來探索者的著陸地點，以便找到最好的資源，用於建立穩定的人類存續。

火星大氣中的甲烷是誰產生的？

過去幾年，地球地面望遠鏡和火星探測器都探測到了火星上存在甲烷。這種氣體可能是當今生物活動的產物，也可能表明某些地質活動正在發生。

最近，美國宇航局「好奇號」火星車的發現表明，僅在數月之內，火星上原本含量較低的甲烷已飆升十倍。這表明，甲烷的生成過程正在進行，而且在「好奇號」著陸地點蓋爾撞擊坑周圍可能正有甲烷被排泄出來並快速消散。儘管地球大氣中的甲烷大多是生物活動的產物，但是，科學家稱此類探測結果，並不一定是火星存在微生物的「實錘」證據。

美國宇航局認為，這些甲烷的源頭位於好奇號的北側，但幾乎沒可能確定確切位置。目前而言，甲烷源頭可能仍然是一個謎，因為火星車現在並未朝著那個方向前進，而且火星車目前的調查重點是撞擊坑中部山丘上的層狀岩體。

火星上有生命嗎？

據我們所知，生命的主要組成部分是液態水，而火星上液態水存在的跡象給了我們希望去尋找火星上過去或現在存在生命的線索。不過，火星表面的環境嚴苛，溫度波動劇烈，也幾乎沒有防護對有害紫外線輻射的防護。

很多科學家認為，蓋爾撞擊坑之類的乾涸湖床表層附近，可能會有過去有機生命的化石或其它蹤跡。美國宇航局即將發射的「2020火星」火星車將去尋找這類蹤跡。同時，地球上的極端生命形式，比如生活在地球內部深處的微生物，也給了我們希望：或許真的有某些東西至今仍然存活在火星上。（不過，一些專家認為，將人類送到火星上，會擾亂對外星生命的搜尋。）

人類能在火星上生活嗎？

將人類送上火星的競賽已經開啟，其中，美國宇航局的載人火星探測任務或將定在21世紀30年代中期。此外，世界各國的公私機構都在開發相關技術。

不過，如果人類想在火星上存活，他們必須得獨立於地球而生活和工作，並且需要依賴火星的自然資源來謀生。人類棲息地可能要建在地下，躲避危險的宇宙輻射。在火星上種植糧食也是一大挑戰，因為火星車已經發現地表土壤很貧瘠，而且富含名叫高氯酸鹽的有毒化合物。

雄心勃勃的太空工程師甚至已經在研發下一代核能、化學和太陽能技術，希望不僅能發展火星科技，還能為自給自足的人類棲息地奠定基礎。在火星區域性或全球性沙塵暴期間，黑暗將持續數周，高效的燃料電池或蓄電池將成為必需品。若想製造呼吸所需空氣、清潔飲用水、火箭燃料和基本建築材料，人類還必須在腳下挖掘土壤和岩石。

解開這一謎團的唯一方式就是讓第一批火星載人飛船啟航。屆時，毫無疑問，我們中的大部分人都將緊盯屏幕，急切等待著人類在火星上建立前哨站。

（譯者：mikegao）

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