2018年发现的火星南极冰盖下的液态水很可能只是火山岩的雷达反射

2018年发现的火星南极冰盖下的液态水很可能只是火山岩的雷达反射

2018年发现的火星南极冰盖下的液态水很可能只是火山岩的雷达反射

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:根据德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员一项关于火星的新研究,之前在火星南极冰盖下检测到的液态水很可能只是一个尘埃般的海市蜃楼。他们研究发现,2018年发现的红色星球南极冰盖下的液态水,很可能只是火山岩的雷达反射。

科学家们在2018年看到极冠下明亮的雷达反射时,曾以为他们看到的是液态水。然而,今天(2022年1月24日)发表在《地球物理研究通讯》杂志上的新研究发现,这些反射与在红色星球表面到处发现的火山平原反射相吻合。

研究人员认为他们的结论,埋在冰下的火山岩是对2018年发现的一个更合理的解释,在科学家计算了在火星寒冷、干旱的南极保持液态水所需不可能的条件之后,这一发现已经受到质疑。研究人员现在认为,为了让液态水在离地表这么近的地方持续存在,你需要一个非常咸的环境和一个强大的、局部产生的热源,但这与他们对这个地区的了解不相符。

当研究人员在火星的雷达地图上加上一个假想的全球冰层时,南极液态水的海市蜃楼消失了。假想的冰层显示了透过一英里的冰层看火星的地形,使科学家能够比较整个星球的特征和极地盖下的特征,这导致火山平原(以红色显示)以类似于液态水的方式反射雷达。这一发现挑战了2018年的一项研究,该研究似乎在火星的南极盖下发现了液态水。

研究人员注意到明亮的反射,就像在南极看到的那些反射,但散布在所有纬度。它们与火山平原的位置相匹配。在地球上,富含铁的熔岩流可以留下岩石,以类似的方式反射雷达。其他可能性包括干涸的河床中的矿藏。无论如何,弄清楚它们是什么可以回答关于火星历史的重要问题。

尽管南极盖下可能没有液态水,但火星上有大量的水冰,包括在厚厚的极盖中。事实上,这项新研究暗示了火星更潮湿的过去。

相关报道:最新研究认为火星南极冰层下并不存在液态水

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:2018年,科学家们利用火星快车轨道器的雷达数据,在火星南极冰层下约1英里(1.5公里)的地方发现了一个看起来是盐水湖的东西。但新的研究表明,他们看到的是覆盖在许多火星平原上的那种尘土飞扬的火山岩。

德克萨斯大学地球物理研究所行星科学家Cyril Grima领导的团队在火星的雷达图像上放置了一个虚拟的全球冰层。所有不同纬度的火山平原都显示出与南极地区下面所谓湖泊相同的反射图。该小组推测,更有可能的是,雷达显示的是冰层下的火山岩,而不是在寒冷和干燥条件下仍以某种方式保持液体的水。

《地球物理研究快报》上发表的这篇论文表示,要使水在离地表这么近的地方持续存在,你需要一个非常咸的环境和一个强大的、局部产生的热源,但这与我们对这个地区的了解不一致。之前多项研究,包括美国宇航局领导的一项研究,都对液态水理论表示怀疑,反而认为雷达可能是在探测一种冷冻粘土。

尽管如此,这颗红色星球上仍有很多东西可以探索。虽然现在新理论打消了今天火星南极下可能存在液态水的想法,但它也给我们提供了真正精确的地方来寻找古代湖泊和河床的证据。

相关报道:我们在火星上最不可思议的发现之一可能只是一个幻影

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:早在2018年,科学家就发现了火星的南极。这是一个相当令人难以置信的发现。当时,它获得了很多希望,即这个星球的表面可能仍然有地下水。然而遗憾的是,新研究可能使这些希望破灭。

《Geophysical Research Letters》上的一项新研究报告称,他们认为埋在火星极地冰盖下的反射物是水,很可能只是火山岩。

根据这项研究的论文第一作者介绍称,当他在红色星球的雷达地图上添加一个冰层时,火星南极的反射就溶解了。火星南极没有跟地球的其他部分相匹配,而是显示出跟已知的火山岩平原一样的反射。

“为了让水在离地表这么近的地方持续存在,你需要一个非常咸的环境和一个强大的、局部产生的热源,”Cyril Grima说道。

基于这一标准,Grim认为火星南极不符合。通过将其跟从雷达地图中了解到的新知识与冰层搭配起来,研究人员们认为这可能只是一个幻影。不过虽然这一发现可能已经推翻了我们对火星最伟大的发现之一,但并非所有的希望因此而完全丧失。事实上,这个星球上仍有大量的水冰--包括在火星的极冠。这意味着我们仍可能在表面找到地下水的证据。

尽管听到了这个不幸的消息,但我们对火星仍有很多不了解的地方。并且这也不是关于火星南极发现的唯一理论。

来自约克大学的一位名叫Isaac Smith的火星地球物理学家提出了另一种可能性。他认为,在火星南极看到的明亮的雷达信号可能是一种粘土,它会当水侵蚀岩石时形成。对此,他认为可以利用这些信号来了解更多关于火星的水的历史。

另外,Smith还表示,Grima的发现有一些美感。最终,它可以为我们人类指出其他以前可能有水的地方。即使火星南极的地下水发现真的被证明是一个幻影,我们仍可以抱着希望。眼下,我们人类能做的只是理论,直到我们能将探险家送到火星。不过就目前看来,这离发生还很远。

相关报道:火星上隐藏的水库看起来只能成为幻影

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:那些梦想着可能将火星改造成人类居住地的人对红色星球目前含有水寄予了很大的希望,因为这将使它在适当的条件下继续保留水(和大气)的理论变得有效。然而,来自德克萨斯大学和格勒诺布尔阿尔卑斯大学的研究人员的一项新研究指出,科学家认为是水的东西实际上可能不是水。

该团队的假设是,在南极盖底部的冰层下1.4公里处发现了极其明亮的雷达回波,其长期以来被认为是地下湖或含水层的指标,而实际上是由类似火山物质的东西造成的。换言之,研究小组认为,像火山岩群这样的东西可能是造成这些雷达读数的原因,而非地下水源。

研究人员利用MARSIS(火星地下和电离层探测高级雷达)提供的一些约15年的测量数据来检查火星表面的反射率,另外还将来自各种材料的读数跟理论上的地下水源进行了比较。

一段时间以来,火星上的水的理论已经显得有些脆弱,其他几个理论则提供了更合理的但不太令人兴奋的解释。正如该研究本身所指的那样,红色星球目前的温度和压力使得稳定的液态水不太可能出现在表面。虽然到目前为止,火星表面以下有水并非不可能,但看起来可能性不大。

研究表明,火星表面的材料跟MARSIS在南极表面下探测到的任何东西之间的读数似乎非常相似。这意味着它们很可能事实上是相同的。

“我们的结果提供了对目前火星表面存在的哪些地形可能对SPLD明亮的基底反射负责的见解。那些明亮的区域大多是跟火山构造有关的较大单元的地质上的细分,”这项研究指出。

然而,这并不意味着在火星上寻找水的工作已经结束。据德克萨斯大学称,该研究的通讯作者、德克萨斯大学地球物理研究所(UTIG)的科学家Cyril Grima正在跟约克大学的火星地球物理学家Isaac Smith合作,他们提出了在未来使用雷达的找水任务。据推测,该任务是为了寻找该星球上以前生命的更多证据或帮助挑选出未来可能的表面登陆点而展开。

相关报道:两项新研究加入了关于火星上是否存在液态水湖的辩论

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:最近的一些研究报告称,在火星的极地冰盖下面发现了液态水湖,但其他研究人员后来驳斥了这一发现。两项新的独立研究助长了这场辩论,它们得出了相反的结论。

2018年,分析欧空局“火星快车”(Mars Express)探测器上的雷达仪器数据的科学家报告了来自红色星球南极附近的一些奇怪信号。特别是一个区域在雷达图像中显示为一个亮点,产生的轮廓与格陵兰岛和南极洲的冰原下看到的冰川下的湖泊一致。

研究人员表示,这一信号表明,有一个直径约20公里的液态水湖,位于冰盖下方约1.5公里。由于存在大量的镁和钙盐,这种水在温度低至零下68℃时仍保持液态。另一项研究表明,它是由一个地下岩浆室加热的。2020年,科学家们研究了更大范围的数据,发现该地区还有三个地下湖泊的特征。

然而,并不是所有的科学家都同意,去年发布的几项研究反驳了湖泊的假说。一项研究发现,这些雷达反射在该地区很常见,包括在液态水存在的太浅的深度。第二项研究发现,粘土、含金属的矿物和含盐的冰的沉积物可以产生类似的信号。第三项研究通过检查冷冻粘土样品的雷达反射,在实验室里测试了粘土假设,发现它们与火星快车的信号非常吻合。

现在,两项新的研究已经加入了讨论。第一个研究了被认为是保持水不结冰的盐类,并研究了它们对雷达的反应。研究小组创造了高氯酸盐和氯化物的盐水,并将它们放置在一个模拟火星极地环境的压力和温度的室内。该研究表明,这些盐水确实产生了与轨道飞行器观察到的相同的雷达信号。研究人员说,它们可能不是深湖,但这些盐水可能在冰粒或土壤之间饱和。

第二项研究属于"没有水"的阵营。研究小组调整了火星的雷达图,在模型中加入了全球冰层,并观察这对来自不同地区的信号有何影响。他们发现,类似于“湖泊”的明亮反射突然在整个星球上可见。经过仔细检查,研究人员发现,这些新亮点的许多位置与火山平原相对应。研究小组说,由富含铁的熔岩流产生的岩石在地球上能以类似的方式反射雷达,所以这也可能是火星上发生的事情。

火星上的液态水湖可能是更令人兴奋的故事,但不幸的是,似乎一些科学家正在转向反对这个想法。更多的研究似乎支持另一种理论,这些理论往往更加简单。但当然,还需要进一步的数据来找出红色星球南极冰盖下的真实情况。

第一项研究发表在《地球与行星科学通讯》杂志上,而第二项研究则发表在《地球物理研究通讯》上。

相关报道:冰盐水混合物让火星南极盖下的液态水得到证实

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:西南研究院的一位科学家研究了火星上存在的奇特盐类的防冻特性,这可能使盐水在零下103华氏度时仍保持液体状态。这些研究表明,在火星南极盖下面一英里处,冰粒或沉积物之间的盐水能够产生欧空局火星快车轨道器上雷达仪器所探测到的强烈反射。

西南研究院一位科学家测量了零下145华氏度冰盐水混合物的特性,以帮助证实在火星南极冰盖下的冰粒或沉积物之间可能存在咸水。由SwRI地球物理学家David Stillman博士进行的实验室测量支持欧空局火星快车轨道器上的MARSIS次表层探测雷达探测到的奇怪的明亮反射。

MARSIS有一个130英尺的天线,在火星上空飞行,将无线电波发射到选定的区域,然后接收和分析回波或反射。任何近地表的液态水都应该发出强烈的明亮信号,而冰和岩石的雷达信号会小得多。

由于传统模型假设火星南极盖的温度远低于水的熔点,许多科学家对液态水的存在提出了质疑。粘土、水合盐和盐渍冰被提出来作为对明亮的基底反射来源的潜在解释。由意大利领导的团队在调查所提出的现象时,使用了以前发表的数据、模拟和新的实验室测量。

研究人员表示,液态水的湖泊实际上存在于北极和南极地区的冰川之下,我们知道火星上存在的奇异盐类具有惊人的防冻特性,使盐水在华氏零下103度时仍保持液体状态。我们在实验室里研究了这些盐类,以了解它们对雷达的反应。研究人员在一个SwRI环境室中测量了高氯酸盐盐水的特性,该环境室在类似火星的压力下产生接近液态氮的温度。

研究表明,我们不一定要有高氯酸盐和氯化物盐水湖,但这些盐水可能存在于冰粒或沉积物之间,并足以表现出强烈的介电反应。这类似于海水如何使海岸线上的沙粒饱和,或者调味品如何渗透到冰沙中,在火星南极附近一英里的冰层下面,温度为零下103华氏度。

在宇宙中寻找水,根源在于寻找潜在的可居住性,因为所有已知的生命都需要水。在这种情况下把我们带到了如此寒冷的地方,以至于我们所知的生命无法繁衍,但它仍然很有趣,谁知道地外生命可能采取了什么样的进化路径?




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