上月28日,美国宇航局(NASA)在华盛顿总部召开新闻发布会,宣布了一项重大科学发现:在火星表面发现了有液态水存在的“确凿”证据。
尽管人类对火星的了解越来越多,但更多的疑问也随之而来:火星上的水是从哪里来的,它们存在了多久,流向了何方,现在又为何干涸了……
过去半个世纪里,人们对于“火星曾经是什么样子”、“是湿润还是干旱”之类的问题一直摇摆不定,直到上月28日美国宇航局(NASA)宣布,由火星勘测轨道飞行器(MRO)提供的强有力数据表明,目前在火星表面存在着液态水活动的迹象。
在媒体纷纷报道这一重大科学发现的同时,另一些问题却浮出水面——火星表面什么时候有液态水出现的?是从哪里来的?它们到底存在了多长时间?现在又为什么干涸了?
火星曾是一颗“水”星吗
自上世纪60年代起,人类就开始了对火星的探索,至今已有超过40枚探测器到达过火星。这些探测器所拍摄的影像资料及测得的数据越来越多地表明,在火星历史的早期,其表面曾经拥有含盐的浅海、注入火山湖的河流以及色彩斑斓的水成矿物。
在20世纪70年代末“海盗”号火星探测器发回的照片中,发现了众多的河谷,它们都有着向下延伸达数百米深的沟槽。这些沟槽形成于火星的诺亚时期,也就是大约在火星形成之后的10亿年之内。许多行星地质学家都认为,火星上那些早期树状分叉的河谷和地球上的一样,都是由于河流而形成的。
2004年“机遇”号火星车在火星的本初子午线平原上发现古老的沙纹,令人们对火星早期潮湿气候的认识有了长足进展——只有地表水(而非地下水)的流动,才能形成探测到的沙纹所具有的特殊形貌。
2008年7月,英国《自然》杂志报道了环火星巡逻者探测器上的分光仪在火星上的数千个地方发现了来自黏土的光谱信号,而黏土是必须有水才能形成的。于是引发了众多媒体的“热炒”,说火星早期曾有几亿年的时间处于温暖、潮湿的状态,是一颗地道的“水”星。相比较而言,做出这一发现的36位行星科学家们比媒体要低调得多。因为尽管观测显示火星上有黏土的存在,但这并不意味着黏土就一定位于火星的表面。
有远古火星地质学家表示,他绝对相信火星曾经有一段时间极为湿润,但对火星长时间处于温暖潮湿的状态则表示怀疑。也许1000年中的999年,火星的表面要比地球上的任何一片沙漠还要干冷。
火星之水是哪里来的
有一种说法:火星表面的水来自“短时间暴雨”。如果这种说法是正确的话,那么,又是什么引发了火星上出现的短时间强降雨呢?
一种观点是天外来客的撞击。有科学家认为,小行星或者彗星的撞击会释放出巨大的能量,这些能量会使得地表下面以及两极的水和冰蒸发进入大气层,然后形成降雨。不过赞成这个观点的人不多。原因是这个假说中所需的巨大撞击只能出现在火星的极早期,因为那个时候恰巧是太阳系形成的初期,天体间撞击事件很频繁也很剧烈。但是这个时间相对于观测到的火星湿润时期而言要早很多。
经过修改和完善之后,新的观点又被提了出来。计算发现,由诺亚时期的小规模撞击所导致的温室效应可以持续几百年的时间,其降雨量可以达到18米,可以侵蚀火星表面至少50米。这一结果和行星科学家们的估计大致相符,由此为火星表面的水提供了一个较为合理的解释。
纵观这些结果,似乎会给未来的火星生命探测蒙上阴影。不过,在对火星这颗红色的行星进行探测的漫漫长路上,它总能时不时地给我们带来惊喜。
火星液态水丢失之谜
科学家通常会把水,作为在宇宙中寻找生命的重要线索,针对火星的研究也不例外。假如水——即便是盐水——被证明存在于今天的火星表面,那就是一个重大进展。然而,关于火星——这颗离我们地球最近的行星,还有更多的谜团有待去探寻答案。
越来越多的证据表明,水曾经流过整个火星表面。然而,今天的火星基本上极为干燥,水都到哪儿去了?
火星专家对详细的火星地质图进行研究后,也无法解释为什么火星的过去曾经有过一段有水的历史。如果正如科学家所猜测的那样,几十亿年前火星大气主要是由二氧化碳组成,火星上的温度并不足以让液态水存在很长一段时间。火星很可能相似于地球上的南极洲,高海拔地区的夏天仍然是一个冰冻世界。
一些研究者仍在尝试建立一个温暖而潮湿的火星气候模型。宾夕法尼亚州立大学的行星科学家拉美西斯·拉米雷斯提出假说认为,火山口能够喷出足够的氢来帮助加热大气层,使火星上的液态水可以流动起来。还有人提出远古火山喷出的硫导致暂时性气候变暖理论,但这也不足以令火星常年持有液态的水。
一种说法是,随着火星大气变薄,水蒸发后逃逸到太空中,另一种可能是海洋中的部分水在两极保存下来,同时,地下冰层也有部分以冰物质形式存在的液态水。
总之,研究火星海洋的失踪之谜对地球而言至关重要,这或许能帮助我们避免让地球成为下一个火星。