“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(shí)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(gè)液態(tài)水湖。視覺中國(guó) 圖

地球的“鄰居”火星最近“火了”。

點(diǎn)燃這個(gè)紅色星球熱度的是美國(guó)《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(tuán)隊(duì)的分析結(jié)果，歐洲空間局(ESA)的火星探測(cè)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(huì)在這一天集中觀測(cè)火星，這一天同樣也是火星探測(cè)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(shì)必會(huì)引起更多人對(duì)這個(gè)星球的興趣。盡管這個(gè)地下湖實(shí)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(lái)數(shù)年中、美、印、歐等大國(guó)的火星探測(cè)計(jì)劃和美國(guó)私人航天公司SpaceX雄心勃勃的2030火星殖民計(jì)劃，也將再度掀起一波久違的“火星熱”。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭永春在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)采訪時(shí)表示，根據(jù)使用同樣分析方法在地球上的研究經(jīng)驗(yàn)，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(shí)”那就是一個(gè)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(jìn)地下和電離層探測(cè)雷達(dá))對(duì)冰蓋下探測(cè)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(yàn)證。”鄭永春表示，“我們可以推測(cè)那是一個(gè)液態(tài)水湖，但未來(lái)還需要通過(guò)其他任務(wù)來(lái)交叉證明，尋找多重證據(jù)。不過(guò)，不一定非要在冰蓋上打孔才能確認(rèn)。”

鄭永春目前擔(dān)任科普中國(guó)形象大使，被稱作“火星叔叔”的他對(duì)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(wàn)公里，最遠(yuǎn)達(dá)四億公里，是太陽(yáng)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(guó)《國(guó)家地理》雜志網(wǎng)站報(bào)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(shí)遍布這顆紅色星球。根據(jù)對(duì)火星軌道探測(cè)器照片的分析，科學(xué)家們?cè)缫寻l(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(shí)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(cè)地下水體。早在1987年，一名叫斯蒂芬·克里福爾德(Clifford)的美國(guó)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(rèn)為，兩極冰蓋十分厚重，底部壓強(qiáng)巨大，因此，冰蓋下部的冰會(huì)被“壓”成液態(tài)。

假說(shuō)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(duì)此，鄭永春認(rèn)為，此次“火星快車”探測(cè)器攜帶的MARSIS探地雷達(dá)居功至偉。

“以往的火星探測(cè)器，絕大多數(shù)都是直接對(duì)火星的地表進(jìn)行探測(cè)。”鄭永春解釋道，“如果想探測(cè)火星地表之下的秘密，就需要用先進(jìn)的探地雷達(dá)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(cè)器搭載的SHARAD雷達(dá)，也無(wú)法探測(cè)到如此深度。”

MARSIS雷達(dá)在2012年上半年曾進(jìn)行了一次軟件升級(jí)，提升了獲得更詳細(xì)數(shù)據(jù)的能力。在搜集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，MARSIS會(huì)向火星發(fā)射低頻電磁脈沖(編者注：而NASA的火星探測(cè)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(cè)器未能得到同樣發(fā)現(xiàn))，這些脈沖會(huì)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?？茖W(xué)家們?cè)趯?duì)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(hào)尤其強(qiáng)烈，不符合固體的反射特征。

在此前科學(xué)家對(duì)地球兩極冰蓋的研究過(guò)程中，此類反射特征都是冰下湖泊造成的。研究人員認(rèn)為，冰下液態(tài)水湖泊是唯一符合當(dāng)前觀測(cè)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(qiáng)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(wú)法造成如此強(qiáng)烈的雷達(dá)信號(hào)反射，因?yàn)橐簯B(tài)二氧化碳的相對(duì)介電常數(shù)(Relative Dielectric Permittivity)相比于液態(tài)水低了很多。

NASA火星計(jì)劃辦公室首席科學(xué)家理查德·祖雷克(Richard Zurek)在美國(guó)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(tuán)隊(duì)成員。她在接受美國(guó)媒體采訪時(shí)表示，像該處地點(diǎn)一樣反射回異常雷達(dá)信號(hào)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(shuō)這是火星上唯一的液態(tài)水湖。”她補(bǔ)充說(shuō)。

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(wú)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(gè)名副其實(shí)的鹽湖。正是因?yàn)楹暮}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(duì)水中生命也會(huì)造成巨大威脅。

對(duì)于地球上的普通水中生物而言，高濃度的鹽水會(huì)使得生物細(xì)胞滲透失水，進(jìn)而導(dǎo)致生物死亡。

不過(guò)，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(guó)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?qǐng)?bào)》采訪時(shí)也表示，鹽度很高的水并不代表生命不能存在，比如美國(guó)加州死亡谷、中國(guó)青海柴達(dá)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(shí)報(bào)》26日?qǐng)?bào)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(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上也表達(dá)了對(duì)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(shuō)，“有很多理由可以相信，那里面會(huì)存在生命，或者那兒具備維系生命存在的條件。”

大氣、磁場(chǎng)可以人工實(shí)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(rèn)為是首選之地。自從太空時(shí)代開始，人類已對(duì)火星進(jìn)行了45次探測(cè)，是太陽(yáng)系內(nèi)除地球外、人造探測(cè)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(duì)火星移民者來(lái)說(shuō)顯然是個(gè)好消息。

美國(guó)搜尋地外文明研究所的娜塔莉·卡布羅爾認(rèn)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(guò)程中，有時(shí)需要潛入安第斯山脈的湖泊中。在她看來(lái)，MARSIS的發(fā)現(xiàn)令人振奮。她說(shuō)，“如果在極地附近有液態(tài)水，那么火星絕對(duì)是一個(gè)適宜人類居住和生活的地方。”

“對(duì)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(duì)移民火星表達(dá)了樂觀的態(tài)度，“有人說(shuō)要有大氣，有人說(shuō)要有磁場(chǎng)，但其實(shí)有水就可以產(chǎn)生氧氣，沒磁場(chǎng)可以通過(guò)地下掩體或人工磁場(chǎng)來(lái)屏蔽輻射，都是有辦法實(shí)現(xiàn)的。”

“一句話：未來(lái)已來(lái)，你愛來(lái)不來(lái)!” “火星叔叔”鄭永春最后說(shuō)。

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