两年前，行星科学家报告称，在火星南极冰层下发现了一个大型咸水湖，这一发现引起了兴奋和一些怀疑。现在，研究人员表示，他们已经证实了该湖泊的存在，并发现了另外三个湖泊。
这项发现于9月28日在《自然·天文学》杂志上报道，是利用欧洲航天局（ESA）环火星轨道探测器“火星快车”号的雷达数据完成的。此前，2018年在同一区域探测到了一个地下湖泊在同一区域 在2018年——如果得到证实，这将是红色星球上首次探测到液态水体，并可能是生命的栖息地。但当时的发现仅基于2012年至2015年间的29次观测，许多研究人员表示，他们需要更多证据来支持这一说法。最新的研究使用了更广泛的数据集，包括2012年至2019年间的134次观测。
“我们识别出了同一个水体，但我们也在主要水体周围发现了另外三个水体，” 罗马大学的行星科学家埃莱娜·佩蒂内利说，她是该论文的合著者之一。“这是一个复杂的系统。”
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该团队使用了火星快车号上的雷达仪器——火星地下和电离层探测高级雷达（MARSIS）来探测火星的南极区域。MARSIS 发射无线电波，这些电波会从火星表面和地下的物质层反射回来。信号反射回来的方式表明特定位置存在的物质类型——例如，岩石、冰或水。地球上使用类似的方法来识别地下冰川湖。该团队探测到了一些高反射率区域，他们表示这些区域表明液态水体被困在超过一公里厚的火星冰层之下。
这些湖泊分布面积约为 75,000 平方公里——面积大约是德国的五分之一。最大的中央湖泊直径为 30 公里，周围环绕着三个较小的湖泊，每个湖泊宽几公里。
咸水湖
在火星表面，由于该星球缺乏稠密的大气层而导致的低压，使得液态水不可能存在。但科学家们长期以来一直认为，火星表面之下可能存在水，这也许是该星球数十亿年前曾经拥有海洋和湖泊的遗迹。如果存在这样的水库，它们可能成为火星生命的潜在栖息地。在地球上，生命能够在南极洲等地的冰下湖泊中生存。
但是，存在的盐量可能会带来问题。人们认为，火星上任何地下湖泊都必须具有相当高的盐含量，水才能保持液态。尽管在地表深处可能存在来自火星内部的少量热量，但仅凭这一点不足以将冰融化成水。“从热学的角度来看，它必须是咸的，”佩蒂内利说。
蒙大拿州立大学的环境科学家约翰·普里斯库说，盐含量约为海水五倍的湖泊可以支持生命，但当接近海水盐含量的 20 倍时，生命就不再存在。
“南极洲这些盐水池中没有太多活跃的生命，” 普里斯库说，他的团队研究冰冷环境中的微生物学。“它们只是被腌制了。火星上的情况可能也是如此。”
激烈的辩论
火星湖泊本身的存在也仍然存在争议。在 2018 年的发现之后，研究人员提出了担忧，例如缺乏足够的热源将冰变成水。尽管最新的发现支持了 2018 年的观测结果，并且涉及更多数据，但并非所有人都确信已识别出的区域是液态水。
“如果这种明亮的物质真的是液态水，我认为它更可能代表某种泥浆或淤泥，” 西拉法叶印第安纳州普渡大学的行星地球物理学家迈克·索里说。
亚利桑那大学的行星科学家杰克·霍尔特说，虽然他认为最新的数据很好，但他不确定对其的解释。“我不认为那里有湖泊，” 霍尔特说，他是 NASA 火星勘测轨道飞行器（MRO）上的火星浅层雷达探测器（SHARAD）科学团队的成员。“即使在冰盖下，也没有足够的热流来支持这里的盐水。”
一项正在前往火星的中国任务可能提供一种检验这些说法的途径。“天问一号”任务将于 2021 年 2 月进入轨道，除了在火星表面部署火星车外，轨道飞行器还将携带一套科学仪器。其中包括可用于进行类似观测的雷达设备。“它的能力与 MARSIS 和 SHARAD 相似，” 昆士兰科技大学的大卫·弗兰纳里说。
目前，这些湖泊是火星潮湿过去的遗迹的可能性仍然令人兴奋。“火星上可能曾经有很多水，”佩蒂内利说。“如果那里有水，就可能存在生命。”
本文经许可转载，最初于 2020 年 9 月 28 日发表。