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火星上液態水的話題，一直備受關注，這是因為它對認識火星的氣候環境，尤其是探尋火星生命至關重要。今天，我們就來分析一下最近對火星地下液態水的研究進展，以及對火星生命探測的意義。

首先，我們來回顧一下火星液態水的發現歷史，和主要證據。

人類對火星的探測大都把水相關的問題作為探測重點，此前已有大量證據，比如在火星南部高原發現了大量的河道、谷網、湖泊、三角洲和湖泊沉積物，以及海洋沉積物等，都支持火星表面曾有大量液態水活動的。據統計，火星上的河流有幾千條，湖泊超過1000個，很多的湖泊中有三角洲沉積和湖泊沉積物，而北部平原區曾經是個巨大的海洋。

而現今火星表面非常寒冷，已經沒有液態水了，而是存在水冰，尤其是在極區存在大量的水冰。前人利用雷達數據，在火星南極的冰層之下，發現了冰下湖泊。還在一些新形成的撞擊坑上發現了被挖掘出來的水冰，而鳳凰號著陸器在北部高緯度區域，探測到了水冰。說明現今火星的表面和淺表層是有大量水冰的，或者說以前的液態水，部分被以水冰的方式保存下來了。

現在再來看看地下液態水的發現又是怎么回事？

這項新的發現是通過分析火星地震儀的數據獲得的。這臺地震儀，是“洞察”號于2018年降落在火星表面后布設的，這也是人類第一個探測到火星地震的儀器。這臺地震儀對火星進行了4年多的地震數據收集。通過分析“洞察”號收集的地震數據，研究人員對火星地殼的厚度、地幔和地核的結構與組成開展了探測。

而最近發表的有關火星地殼深部的液態水的探測結構，則是一個全新的對地震數據解釋結果。該研究團隊認為，該區域存在于火星表面以下11公里至20公里的地方，其液態水儲量遠超此前認為的火星地表曾經有過的海洋所蘊藏的水量。大概有多少呢？如果覆蓋在火星表面的話，會形成深度達1000-2000米的全球海洋。

當然，這個推測是有很大的不確定性的。因為，目前探測到的只是地震儀下方比較小的區域存在大量液態水，能否推廣到火星全球？是值得商榷的。也許，未來在火星更多的地方去布設地震儀后，才能得出更為可靠的結論。

那么，這種用數學模型得到的結果可靠嗎？

研究人員在分析中使用的是一種數學模型。它與用于分析地球地下含水層和油田的模型完全相同。我們在地球上勘探地下油氣時，最常用的就是地震方法，因為地震波在穿過干的巖石和含水與含油氣的巖層時，地震波的傳播速度和方向都可能發生變化，據此，科學家就可以識別什么地方有油氣層了。這一方法當然也適用于火星。盡管，洞察號的地震儀的初衷不是找火星的地下水，但是收集到的地震數據，也包含了巖層中含水的信息。科學家就是通過數學建模等地震反演方法等，識別出了巖石裂隙中存在大量的液態水。

最后，我們來分析一下，深層液態水的發現有什么意義？

首先在科學上，它幫助回答了原來火星表面的大量液態水去了哪里的問題？此前已有大量證據，比如河流、湖泊和海洋等，都支持火星表面曾有液態水流動的假設。但一般認為，這種潮濕時期早在30多億年前火星失去大氣層后就結束了。迄今，人類已經發射了許多探測器登陸火星，試圖弄清楚過去那些液態水到底發生了什么。這項新研究表明，火星上大部分水可能并未逃逸到太空，而是滲入了火星地殼中。

其次是為火星生命探索提供了新的視角。我們知道現今的火星表面環境十分惡劣，干燥寒冷，還有強輻射，是不適合生命生存的。而地下液態水的區域，就是一個很好的庇護所。因為這樣的環境中，溫度適宜，液態水能夠提供生命生存需要的營養元素，還能夠免遭輻射的威脅。再考慮到，地球在十公里以下的巖層中都有微生物的存活，因此我們有理由做出推測，這就是，火星地下液態水區域是可以滿足生命需要的條件的。

再就是水資源的利用問題。建立火星基地和火星移民，是很多人的夢想和追求。火星生存離不開液態水，大量地下液態水的存在為火星基地和移民提供一種新水源的選擇。盡管這些水源有點深，不方便開采。而實際上，液態水應該不僅僅在地下10公里以下，未來還可以繼續探測更淺的巖層中是否也有液態水？并且查明這些液態水的存在方式，進而選擇合適的開采方法。

總之，火星地下深處液態水的發現，對于認識火星的地質演化、氣候環境演變、火星生命探尋和水資源利用，都是很有意義的。

來源: 星空計劃

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