haibaraemily ：这一次，我们在火星找到了液态湖？

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haibaraemily ：这一次，我们在火星找到了液态湖？
- haibaraemily从事行星科学研究
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2018-07-27 11:13:45 字号：A- A A+ 来源：我是科学家iScientist

关键字: 火星发现液态水湖火星南极现首个液态水湖火星生命外星生命火星液态湖泊

走，还去南北极！

如果火星的地下真的有稳定的液态水湖泊，那么最可能在哪里？早在1987年，一个叫做Stephen Clifford的行星科学家就预言[3]：

最可能在火星南北极。

火星南北极冰盖的表层（既有水冰，也有干冰）之下是下图这样的层状堆积层，由混杂着尘埃的水冰组成。因为不同冰层中混合的尘埃百分比不同，所以不同时期形成的冰层颜色就会有差异，层层累积起来像千层蛋糕一样。

图：火星南极冰盖和层状堆积层。来源：NASA

Clifford相信，火星的稳定液态水最可能埋藏在南北极的冰盖之下。

可是等等！这听上去似乎不科学呀，照理说南北极不是最冷的地方吗？所以才会有冰盖不是吗？这种地方为啥最可能出现液态水？

其实，正是因为南北极厚厚的冰盖会产生巨大的压强，使得冰的熔点会降低，到了一定的深度，冰便会被“压化”。

地球上就有这样的例子，比如南极冰盖的沃斯托克冰下湖，就在零下几十度的环境中还能保持液态。

图：位于南极冰盖4公里左右深处的沃斯托克冰下湖。后来科学家们在这里打了钻。来源：维基

问题是，冰层下的水，要怎么找呢？

天上飞的轨道器很难探测到地下的结构，送个着陆器去挖似乎也没有头绪…火星南北极那么大，上哪儿挖？那么厚的冰层，怎么挖？总之，对人类目前的科技水平来说，无异于大海捞针。

探地能手雷达来帮忙

有没有什么办法可以对火星南北极冰面进行“透视”呢？别说，还真有！

那就是探地雷达。

探地雷达可以通过主动发射和接收电磁波信号来探测地下的浅表层结构。主要原理是不同物质的介电常数（可以简单理解为让电磁波衰减的能力）不同，因此探测器收到的从不同物质间的分界面反射回来的电磁波的时间和强度就会不同。

那么反过来，通过测量到的雷达接收时间和反射强度，就可以反推这些雷达信号穿过了哪些不同的物质，每层物质有多厚。

图：测地雷达探测浅表层结构的原理示意图。来源：参考文献[4]

而这次的新发现，最大的功臣当属超长待机的火星快车号探测器（Mars Express）。

作为欧空局的第一个火星探测器，火星快车号可以说是首战成名。它自2003年圣诞节进入火星轨道以来，一直…工作到现在…虽然释放小猎犬2号着陆器失败，但丝毫不妨碍火星快车号一路开挂的科学发现。

火星快车号最重要的发现之一，是其搭载的法国开发的可见光与红外线矿物光谱仪OMEGA首次在火星表面多处检测出了粘土矿物（也就是水合层状硅酸盐）。粘土的形成需要大量液态水的环境，这表明很久很久以前某个很长的时期有大量液态水流经火星表面[5] 。

而这次的地下异常，是由火星快车号携带的意大利开发的测地雷达MARSIS，通过对2012年5月到2015年12月历时三年多的数据的收集整理得到的。

图：火星快车号展开20米长的雷达天线进行探测时的假想图。来源：维基

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标签火星水资源太阳系生命
- 原标题：这一次，我们在火星找到了冰下湖？
- 责任编辑:李泠
- 最后更新: 2018-07-27 12:29:57
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