火星上的水表明火星可能仍处于火山活动状态,

近日,一项新的研究表明,火星上最近可能发生地下火山活动。

这是一项关于火星上液态水是如何形成的研究项目,曾经有一项颇具争议的研究在“科学”上发表了,参与研究的这个火星快车是欧洲航天局的轨道飞行器之一。当时的研究人员认为液态水可以因为高浓度的盐而不会冻结,即使这个红色星球上的气温很低。首次提出了火星的极地冰川之下可能存在液态湖或者是泥浆的观点。之所以会存在争议,自然是因为其他侦查器并没有从火星直接观看到任何和湖泊相关的迹象,即使美国国家宇航局的侦查轨道器的地面已经穿透雷达。如果火星上真的存在液态水,那么理论上应该是可以视觉发现这些特征的。

科技日报北京2月14日电 《科学》杂志去年曾发表一项研究表明,火星南极冰盖下有液态水。现在,《地球物理研究快报》刊登的一项新研究认为,极地冰盖下需要有一个地下热源才能存在液态水——火星地表之下需要近期的岩浆活动产生足够的热量,才能在厚厚的冰帽下产生液态水。

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在科学家的不懈努力下,已经在火星南极冰盖下 1.5 公里处发现了液态水,这对寻找地球以外的生命具有重大意义,也是人类探索邻近星球的一个里程碑式发现。同时液态水的发现还引来了另一个猜想,那就是火星地下可能存在岩浆活动。

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论文作者、美国亚利桑那大学月球和行星实验室助理研究员米歇尔·索瑞表示,从地质学角度讲,探讨火星上液态水存在的可能性将更好地帮助科学家了解行星如何随时间演变,对寻找地外生命具有潜在影响。

一项新的研究表明,火星很可能是具有火山活动的。但没有人看到火山活动的直接证据,没有火山爆发或岩浆或类似的东西。相反,证据在水中。

火星的两极有两个巨大的冰原,都有几公里厚。在地球上,液态水存在于厚厚的冰层之下是很常见的,地球内部的热量使冰在与地壳相遇的地方融化。研究人员认为如果火星地下没有岩浆活动,那么冰盖下不可能有液态水。液态水的出现表明火星是一颗活跃星球。

这个争议便是研究人员们继续探索的原由,如果火星的南极冰盖下真的存在液态水,那么只有一种可能,那就是有一个真实存在的地下热源,通过这个热源导致了冰盖下冰的融化,虽然这个新的研究并没有首先去确认火星上是否存在火山热或液态水。岩浆活动和水是一个共存体,在过去的几十万年里,火星上形成了一个岩浆室融化水。如果火星上发生过火山活动,就能说明火山的活跃,这也对人类寻找生命传来了好消息。虽然我们目前还不能得到答案,但是InSight的NASA新任务已经部署了他的地震仪防护罩,在未来的几个月或者几年的时间里,它将为我们带回火星上火山活动可能性的数据。

火星比地球要冷得多,因此不清楚在冰盖底部融化冰需要怎样的条件。虽然此前研究认为存在液态水,但并未检测到水的具体位置。为此,索瑞提出如下问题:需要怎样的温度和地质过程才能融化冰。“因为在正常情况下,火星太冷了!”

在过去,火星是一个温暖和潮湿的地方。现在,火星上仍然有大量的水,主要是水蒸气和冰。但2018年8月,发表在“科学”杂志上的一项研究显示,在火星南极的固体冰下,有一个20公里宽的液态水湖泊。这项研究的作者认为,水很可能是由于来自上面的压力和溶解盐的含量而保持液态的。

起初也有研究人员对此表示不同意见。他们对火星进行了物理建模,来了解从行星内部冒出多少热量,以及冰盖底部是否有足够的盐来融化冰。盐会大大降低冰的熔点,因此人们认为盐可能导致冰盖底部融化。模型显示,盐本身并不能使温度升高到足以融化冰的程度。所以科学家认为火星内部需要额外的热量。

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新研究假设冰盖下有液态水存在,然后确定水存在需要的参数,进行物理模拟来了解从火星内部散发出多少能量,以及冰盖底部是否有足够能降低冰融点的盐来融化冰。模型显示,单独使用盐并不会导致温度升高并使冰融化,而是需要从火星内部获得额外的热量。

但这项新的研究表明,压力和盐不可能阻止水结冰。只有火山活动才能使它保持足够的温度。具体地说,在过去几百年中形成的岩浆室是防止水结冰的唯一途径。

一个非常有可能的热源是火星地下的火山活动。实际上火星上发现火山活动并不新鲜,科学家早就发现在大约 30 万年前,火星上就有大量的火山喷发现象。但是如今火星上的特征大多数来自数百万年前,火山活动在很久前就已经停止了。

在我们生活的这个星球上,科学家们都很清楚为什么地球的冰盖下液态水是很常见的。地球这个色彩斑斓的星球和火星是完全不一样的,地球可以自身产生足够大量的内部热量,通过这些热量来抵抗地壳的摩擦,从而导致了冰块的融化。就目前对火星的了解而言,有一点是确定的,那就是火星是一个非常寒冷的星球,它和太阳之间的距离比地球要远得多,同时,它也比地球小了不少,这也导致了它可以产生的内部热量是很少的。所以,科学家们还有弄清楚:为什么它可以融化厚度达到几公里的南极冰盖。

一个可能的热源是火星地下的火山活动。研究认为,火星内部深处的岩浆大约在30万年前升至地表,它没有像火山喷发那样破坏表面,而是汇集到地表下方的岩浆室中,当岩浆室冷却时,会释放热量,使附近的冰融化。

皇家88手机登陆,2018年的研究集中在火星南极的一个地区,称为南极高原(Planum Australe)。来自欧空局火星快车的雷达数据,显示了一个20公里宽的液态水湖泊,他们称之为南极层状矿床。但这项研究只是提供了显示液态水的地下雷达数据,并表明压力和盐使湖水不会结冰。作者没有对维持液态水所需的条件进行量化。

所以,研究人员提出,根据冰盖下液态水的发现可以预测火星地下存在岩浆活动,火星上最近就有可能会有火山活动,最有可能是地下火山。

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皇家娱乐赌场,这项新的研究发表在AGU期刊“地球物理研究快报”上。作者进一步指出,如果南极之下没有岩浆室,那里很可能根本就没有水。

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这项新的研究展开的基础是假设火星的确存在液态水,然后对它内部可以产生的热量进行了模拟,通过这个值来推理冰盖下是否有足够的盐可以促使这些冰融化。或许你会对盐的功能有疑问,水的冰点是可以因为盐而降低的,并且模型中火山口墙壁上出现的暗条纹便来自于液态水。但是,仅仅有盐的存在并不足以使水的温度升高到融化冰的程度。此时,除了内部的热量和盐,还需要有火山的存在。这个论文指出岩浆是在大约30万年之前就从红星的内部流淌到了地表附近,然而这些岩浆却并没有爆发,它们都一起汇集到了地下的一个空间里,然后从冷却到蒸发,所以才可以融化南极底部的冰块。

亚利桑那大学月球和行星实验室教授杰克·霍尔特(Jack Holt)说:“那里可能有水,但你必须对此加以解释,这些人很好地说明了需要什么,但盐是不够的。”

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亚利桑那大学月球和行星实验室的助理工作科学家、新论文的共同主要作者迈克尔·索里(Michael Sori)说:“不同的人对此可能会有不同的看法,我们真的很感兴趣,看看其他人对此有何反应。”

如果岩浆的活动至今还在活跃,那么在离我们不远的过去则会表现的更加普遍。因为有了活跃的岩浆过程,所以才可以提供有利的环境供生命栖息。杰克霍尔特是亚利桑那大学的行星科学家,他也认为这个项目的研究可以解答南极冰川下存在液态水的原因,只是还需要进一步的探索,从而将答案缩小到一个更小的范围之内。这种通过模型进行分析是很好的方式,它可以为我们解答一些关键的难题,而不只是停留在那里是否可能存在水,还要解释清楚为什么它可以存在水,这是一个相当棒的工作!

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这项研究的示意图显示在南极层状矿床下有一个岩浆室

围绕火星上的水的争论已经持续了很长时间。我们已经证实了水的存在,但现在争论的焦点是水的数量、地点和形式。这并不完全是关于我们是否能以某种方式利用水执行火星任务。它更多的是关于了解行星是如何形成和演化的。它也是关于生命如何在其他世界生存的问题。

亚利桑那大学月球与行星实验室(Lunar And Planetary Lab)的博士后研究员、这篇新论文的合著者阿里·布拉姆森(Ali Bramson)说,“我们认为,如果有生命存在,它很可能必须在地下免受辐射的影响。如果今天仍然有活跃的岩浆过程,也许它们在过去更为普遍,并可能提供更广泛的基底熔融。这可以为液态水提供一个更有利的环境,因此也可能为生命提供更有利的环境。”

火星和地球都有巨大的极地冰盖。在地球上,液态水在冰盖下持续存在是很常见的。地球是火山活动的,这种热量使地下水不会结冰。2018年的这篇论文将地球冰原和火星冰原,以及它们下面的液态水进行了类比,但没有回答水是如何到达那里的问题。

“我们认为,如果液态水是真的,你首先需要什么样的环境来融化冰,你需要什么样的温度,你需要什么样的地质过程,这是一个很大的空间。因为在正常情况下,天气应该太冷了。“索里说。

首先,布拉姆森、索里和这项新研究的其他作者假设南极下的液态水探测是正确的。然后,他们计算出哪些参数是创造水所必需的。

他们模拟了来自火星的必要的盐含量和必要的热流,来产生所有的水。他们发现单靠盐是不够的。他们认为额外的热量必须来自火星内部,唯一明显的热源就是岩浆室。顺便说一句,洞察号着陆器上的“热流和物理特性”探测器应有助于回答此问题。

火星过去显然是火山活跃的。奥林匹斯山(Olympus Mons)是火星上的一座盾状火山,是太阳系中最大的火山,使地球上的任何火山都相形见绌。事实上,火星上有许多火山。还有塔尔西斯山群(Tharsis Montes),一个由三个盾状火山组成的大家伙,靠近奥林匹斯山。

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从火星轨道上看到的火星上奥林匹斯山的照片

在这篇论文中,作者认为,大约30万年前,来自火星内部的岩浆上升到了地表。它没有冲破地表形成另一座火山,而是被困在南极下面的岩浆室里。岩浆室会冷却下来,释放出足够的热量来融化极地冰盖的底部。它在今天仍然存在,慢慢释放热量,防止次表层湖泊结冰。

从地质学的角度来说,30万年前并不算太长。如果早在30万年前就有火山活动,那么今天仍有可能发生火山活动。

布拉姆森说:“这意味着今天火星内部仍有活跃的岩浆房形成,它并不是一个寒冷的、死气沉沉的地方。”

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火星勘测轨道飞行器拍摄的火星表面彩色图像。三座火山一条直线的是塔尔西斯山群(Tharsis Montes),其西北方向是奥林匹斯山(Olympus Monons),水手峡谷(Valles Marineris)在东边。

这篇新论文肯定对2018年论文中的研究结果提出了一些限制。对于2018年这篇论文中的发现是否属实,两位作者并没有表态。他们只是研究了极地冰盖下的水需要什么样的物理参数。这样做,增加了辩论,并可能导致进一步的研究。希望,洞察号着陆器的热探测器将帮助我们更清楚地了解整个问题。

亚利桑那大学月球与行星实验室教授杰克·霍尔特说:“我认为进行这种类型的建模和分析是一个很好的主意,因为如果水存在,你就必须对其进行解释,因此它真的是这个难题中的一个关键部分。那里可能有水,但你得解释一下,这些人说出了需要什么,但盐是不够的,他们真的做得很好。”

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