來源:hao123百家號 時間:2022-05-14 09:54:20
2022年5月12日,中國航天科技集團官方微博發布了一條新聞:
“祝融號”火星車在火星烏托邦平原著陸區通過短波紅外光譜和導航與地形相機數據,發現類似沉積巖的板狀硬殼層,富含含水硫酸鹽等礦物。中國科學院國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室劉洋研究團隊推斷認為,這可能是著陸區近期有水活動跡象。“祝融號”火星車的發現表明,著陸區可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水,可供未來載人火星探測的原位資源利用。這一發現對理解火星的氣候環境演化歷史具有重要意義,這項研究成果于今年5月11日發表在國際權威學術期刊《科學進展》上
火星上有水,這還是新聞嗎?
火星這顆太陽系內與地區最為相似的行星,讓科學家經歷過滿懷期待到倍感失落,最后又重燃希望的超級反轉劇,因為火星這顆行星相當不簡單!
“火星文明”夢的破滅
1877年火星大沖期間,意大利天文學家喬凡尼·斯基亞帕雷利第一次畫出了火星上運河的分布,不過他最初對這些火星上出現的若隱若現的線條命名是“渠道”,但在翻譯時被譯成了運河,所以火星運河的說法一直延續到了現在。
這個理論得到了很多科學家的認同,因為很多科學家似乎都看到了火星上的這種線條,他們認為,這是火星兩極白色的冰層隨著季節變化縮小擴大,而融化的雪水被這些運河帶到低緯度農業種植區灌溉。
1892年的火星沖日期間,威廉·亨利·皮克林觀察到許多黑色小圓點出現在運河的每個交叉點或起點處,天文學家認為這是火星的海洋或湖泊,帕西瓦爾·洛厄爾為此還專門制造天文臺觀測尋找火星文明。
盡管在1909年火星沖日時,歐仁·米歇爾·安東尼亞第使用巴黎天文臺83厘米的天文望遠鏡拍攝了火星前所未有的分辨率照片,證明此前的運河只是肉眼錯覺,但火星運河早已深入人心,即使有照片為證也沒人相信。
火星運河之謎一直到1965年美國水手4號探測器成功掠過火星后才被揭開,盡管沒有打算進入環繞軌道,但傳回的照片表明,火星上充滿了隕石坑、一片死寂以外什么都沒有的景象深深的震撼了科學家。
水手4號拍攝最佳的照片,顯示出火星隕石坑。
火星的各種參數也逐漸被了解,這顆差不多有地球一半大小的行星,大氣壓只有地球的1%都不到,而且大部分都是二氧化碳,表面溫度在夏天中午的赤道能達到20℃,但夜間最低可達-100℃,這是一個無比干燥和荒涼的世界,顯然這不是生命能存在的地方,因此科學家對這顆充滿了希望的天體無比失望。
火星有水:重燃希望
此后科學家的目光曾一度轉向金星,從1960年代向金星發射了18個探測器表明了一切,但結果卻發現金星的環境之惡劣超出了想象,盡管金星和地球差不多大,但它的表面大氣壓高達地球的90多倍,溫度高達460℃左右,顯然不可能存在生命。
此后美蘇兩國的科學家又開始回過頭來研究火星,1971年5月28日,蘇聯的火星3號探測器成功軟著陸于火星,只是很可惜只工作了14秒,甚至都來不及傳回一張照片。
火星3號可能登陸地點。左側影像攝于2007年11月,右側影像攝于2013年3月10日
1971年5月30日發射,并于同一年11月14日抵達火星的水手9號是自火星探測以來最大發現的探測器,它在軌工作了349天,傳回了7329張照片,覆蓋了80%以上的火星地表。
火星卡塞谷
照片顯示火星上存在大量河床、隕石坑、奧林帕斯山、超過4000公里長的水手谷、風與水的侵蝕作用及沉淀、鋒面、霧等多種地形和火星天氣,看著這些地形,科學家們目瞪口呆,火星上存在過水逐漸成了科學界的共識。
1975年9月9日發射的海盜2號著陸器成功著陸于烏托邦平原,劃時代的發現是著陸器對火星土壤采樣似乎像是海水蒸發后的殘留物,而且火星生命探測也似乎存在某種生命存在的痕跡。
1980年到到1990年代,關于火星的探測乏善可陳,失敗率很高,讓火星再次熱鬧起來的還是2000年以后,NASA向火星發射了多個探測器,其中最著名的一定是鳳凰號、勇氣號和機遇號。
2008年5月25日成功在火星北極軟著陸的鳳凰號發現了火星土壤中的水冰,2012年9月27日,好奇號火星車在蓋爾撞擊坑發現了一條古河床的直接證據,對現存干涸河床分析表明,當時這條河的流速為3.3千米/小時(0.92米/秒),水深或能達到大腿根部。
而火星另一個著名的古湖則是埃里達尼亞湖,面積約110萬平方公里,其最大深度為2400米,水量高達562000立方千米,儲水量曾是北美五大湖的9倍多。
埃里達尼亞湖不同地區估測水深的地圖
火星有水:火星生命呢?
火星有水已經是共識,只是在火星表面無法存在液態水,兩極除了二氧化碳干冰外,也存在大量的水冰,所以火星有水一直都不是新聞。
科羅廖夫撞擊坑中估計含有2200立方千米的水
科學家認為大約在38億年前,火星可能擁有更稠密的大氣層和更高的表面溫度,允許地表存在大量的液態水,其形成的海洋可能覆蓋了火星三分之一表面。
但在10億年不到的時間里,這些海洋就已經徹底消失,盡管科學家推測可能有鹽鹵水的狀態存在與火星地下,而且已經有證據表明可能在火星南極附近地下存在這樣的咸水湖,但從地球生命發展的時間來看,10億年完全不足以讓火星形成高級生命。
也許這也是那么多探測器在火星上發現了水、甚至是有機分子卻沒有發現任何生命微體化石的原因,而毅力號到達火星耶澤洛撞擊坑探測的最重大的目標,就是去找這個古老的沖積平原上可能留下沉積層中的生命化石。
毅力號登陸的耶澤洛隕石坑
中國科學家的發現:或將改變火星生命史!
顯然生命的產生需要時間,因此火星上液態水存在的歷史對于生命尤其重要!中國科學家發表在《科學進展》上的論文稱,火星上水的存在遠比想象的更晚:
根據中國天問一號的火星巡視車祝融號上攜帶的三種不同儀器的數據:激光誘導擊穿光譜儀(MarSCoDe)、望遠鏡顯微成像儀和短波紅外光譜儀的數據表明,在烏托邦平原的著陸點附近,7億年前時仍然存在大量的液態水。
而此前的研究表明這里在7億年前早已進入了極度干燥的時代,加州理工學院行星科學家Eva Scheller表示:“我們幾乎沒有記錄到火星上‘年輕’液態水系統的證據”。
祝融號是對火星南緯25.066°、東經109.925°的烏托邦平原南部著陸區的板結的硬殼區地形研究后得出的結論,早期海盜2號著陸器已經對烏托邦平原的硬殼薄而脆的現象是大氣中的水蒸氣擴散通過鹽膠結形成的結論。
但祝融號發現的硬殼區比之前發現的要更耐侵蝕,這表明形成這種區域的是水而不是水蒸氣,而且至少存在了數萬年。
對比地球上生命誕生的過程,各位可以想象一下一直到7億年前火星仍然有液態水的世界:
1、28~25億年前出現光合作用的藍菌;2、18.5億年前出現復雜細胞的真核生物,比如古細菌;3、12億年前出現有性生殖的生命;4、6.65億年前,開始出現多細胞生物;5、5.4億年前,寒武紀生命大爆發........
假如火星和地球大致同步的話,液態水存在到7億年前,火星的環境已經足夠出現多細胞生命,當時的火星海洋中應該到處都充滿了生命,這似乎讓大家在火星南極附近的地下的咸水湖中找到生命的可能性大增了。
不過中國的科學研究團隊認為,火山噴發或者小行星撞擊,也有可能導致水冰融化以及地下的冰層融化,但水能存在數萬年似乎也表明火星7億年前的條件比目前要好得多。
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