火星发现“地下盐湖” 将来谁去“打井取水”

这是一个埋藏在火星南极冰盖下1500米的地下湖，宽20公里。要知道，杭州西湖最宽处仅3.2公里。雷达数据无法给出湖水的厚度及其他细节，但能在零下几十摄氏度的环境中仍不结冰，科学家们推测它的盐分含量极高，接近“卤水”。

虽然地球南极类似的冰下湖中曾出现微生物，但这种环境总体来说还是太极端了。因此，比起钻开这个地下湖一探究竟，科学家们更感兴趣的是在纬度更低、温度更高、条件更宜居的区域寻找地下水。

发现 科学家经过三年反复研究

此次发现，缘于“火星快车”号2012年5月至2015年12月期间雷达数据识别出了一片20公里宽的异常明亮的反射体。雷达就是发射电磁波，并接受反射回来的波。通过分析波反射回来的时间和强度，科学家可以推断出接触到了怎样的物质。科学家经过近3年的研究，排除了许多其他可能性，最终才敲定这是冰川与冰下湖的交界面。

有意思的是，美国国家航空航天局的火星勘测轨道飞行器MRO上搭载的SHARAD雷达并没有看到这个明亮反射体。研究人员认为，这可能是因为该雷达使用的波段不同，不足以穿透冰层抵达冰下的湖面。另一方面，这也说明冰下湖可能混有饱和的含盐泥沙沉积物，不能形成光滑的镜面反射。

展望 探索火星计划中国不缺席

如果未来包括中国在内的火星计划能带去更先进的探测计划，在不同的波段合作，相信能在红色星球的非极地区域有更多发现。

国家天文台研究员、行星专家郑永春在接受采访时表示，除了波段，工作方法也很重要。要知道，“火星快车”号有些年头了，雷达探测频率和分辨率较低，欧空局找到这个明亮反射体，实在是费了不少工夫。郑永春称赞道，该团队做了比较细致的工作，用到新颖的方法，创造性可嘉。

中国将于2020年开展的火星计划将是第一次行星探测，搭载一些独特的探测手段，在不同的时间、轨道和地区获得不同的结果。“我们希望获得更多创造性和创新性的发现，为人类未来移民火星的可能奠定更多基础。”

现役火星探测器

美国 2004年发射的“机遇”号和“勇气”号火星车，降落在在火星赤道附近的南部高原分析土壤岩石，至今已超期服役14多年，不幸的是，目前火星上一场旷日持久的沙尘暴遮挡住了它们的太阳能板；2012年登陆火星南半球的“好奇”号造价高达25亿美元，调查著名的盖尔陨石坑是否可能提供微生物的存活条件；2001年发射的“奥赛德”号；2013年发射的“火星大气与挥发演化”探测器MAVEN；2005年发射的火星勘测轨道飞行器MRO。

欧洲 2003年发射的“火星快车”号;和2016年发射的微量气体探测器TGO。

印度 2013年发射的“曼加里安”号。

■释疑

火星水和地球水有何区别？

在此之前，火星上有水的证据已经出现多次，但通常都是固态。这是因为火星地表平均温度通常在零下60摄氏度左右，即便在夏季也极其寒冷。在如此寒冷的火星上，液态水是何以形成的？

在低温下，水要保持液态需具备两个条件：一是含盐量很高，导致熔点降低；另一个是压力很高导致的熔点降低。研究团队发现，液态湖的温度极低，约为零下68摄氏度。但由于处于冰盖带来的压力下，且含有丰富的盐、镁、钙、高氯酸盐等矿物，所以能让水的熔点变低，在远低于冰点的温度下维持液状。

此次发现的“液态水”也和地球上的液态水差异巨大。位于以色列的死海是地球上盐度最高的湖泊，盐度已经达到饱和，富含大量的镁、钠、钾、钙盐等矿物。然而死海的盐度仍远远不及火星上的液态湖。

航天科工二院研究员杨宇光称，“死海和火星液态湖中的盐差异很大，水中的矿物成分也不同。这次发现的地下湖和此前发现的‘流痕水\’都因为含有大量高氯酸盐才呈现液态。高氯酸盐熔点很低，能在极低的温度下保持液态，但高氯酸盐是一种高腐蚀性、高毒性的物质，对人体非常有害，与地球上的水差别巨大。这次发现的最大意义在于液态水能更好地开采利用。以往的水资源主要以干冰和水的混合物形式存在，如果未来发现普遍存在的液态湖将意义更大”。

液态湖是否可能存在生命？

科学家一直将稳定的液态水源视为生命存在的关键条件。然而，液态湖高盐分和极寒冷的环境并不利于生物存活，再加之火星大气稀薄，还存在大量辐射，液态湖中存在生命的可能性有多大？

有科学家认为，冰层阻隔了辐射，令这个藏于地底的寒冷湖泊有可能存在生命。

研究南极生态的美国蒙大拿州立大学生态学教授约翰认为，即使在极端恶劣的环境，只要有水有矿物，仍然有机会孕育生命。美国航天局首席科学家吉姆·格林也认为，极端情况下，生命可以在岩石下生存，火星上有液态水，这让人相信，火星可能具备支持现存生命的条件。

科学家一直致力于在火星上寻找生命的痕迹。去年，美国国家航空航天局曾在火星火山口中发现与生命活动相关的硼酸盐物质。这一重大发现或将会成为火星存在过生命的证据之一。

杨宇光表示，以往“好奇”号火星车带去的很多研究设备都是为了探测火星过去曾有过的生命迹象，但此前所有的探测结果都是间接探测，无法直接看到生物细胞。未来的研究方向在朝着直接探测方向发展。“目前，人类通过对太阳系的探索已经基本确定太阳系不存在像人类或者其他哺乳动物这类高等的复杂生命，但存在低等生命的可能性是有的，尤其在火星这种水量比较丰富的地方。”

人类距移民火星更近了吗？

人类对火星感兴趣基于火星和地球极其相像，因此，人们开始在火星上探索寻找生命迹象，甚至设想移民火星。霍金曾表示，向外星移民或许是人类唯一的出路。在这些计划中，一项很关键的因素就是寻找火星水源。如今，火星上已经发现生命赖以生存的大量水源，火星移民真的能实现吗？

不过科学家表示，基于科学的推断并不乐观，发现液态水与人类登上火星之间的意义关联并不大，因为火星是否适宜人类生存最核心的问题是磁场。

杨宇光称，没有磁场，无法屏蔽辐射危害，足以致命。到目前为止，科学界从未拿出过令人信服的解决方案，无论是再造大气层、设法令温度升高产生温室效应甚至融化两极冰盖水形成海洋，这些方案都无法解决根本问题。“没有磁场，即便改造了大气，火星大气也会被太阳风吹干，稀薄的大气层根本不适宜人类生存。”杨宇光说。

想移民火星，除非造出一个磁场来保护大气层和防辐射。

尽管移民火星不靠谱，但不断探索火星的意义深远。杨宇光认为，研究火星对人类有很大好处，这些发现对人类推进建设一定规模的火星基地意义深远。“但是，针对火星现有的发现都集中在两极地区，两极地区温度非常低，如果未来建立载人基地，这种分布条件不太有利。”

■链接

火星快车（Mars Express）

“火星快车”（Mars Express）2003年6月2日启动，欧洲航天局研制的第一个火星探测卫星，因开发时间迅速且成本低而得名。火星快车是发现火星液态湖的功臣。

“火星快车”由7个仪器组成，旨在研究火星的各个方面，包括大气层、气候、地表环境、地下的矿物以及火星上是否存在生命等问题。“火星快车”最引人注目的是它的高分辨率相机。它传回了数千张火星表面的3D影像，覆盖了从巨大的火山、陡峭的峡谷到干涸的河谷、不断变化的极地冰盖。

在发现液态湖之前，“火星快车”探测到了逃到太空的氢离子和氧离子，发现了新的“流星”层，解释了火星大气如此稀薄和干燥的原因，为火山研究带来惊喜。

■分析

魂牵梦萦，生命之水

20多年前的人类以为整个太阳系中除了地球，都是沙漠（以没有液态水为标准，南北极也是沙漠）。

然而，飞速发展的深空探测成果一次又一次地让我们惊讶：

或许，火星有冰下湖，谷神星有冰下海，木卫二和木卫三、土卫二和土卫六，甚至冥王星……它们的冰层之下也都有区域性或者全球性的盐水海洋。

虽然这些都还没有真的钻孔采样挖出来让我们亲眼看到，但越来越多的观测结果让我们相信，太阳系并不是干涸的沙漠，而是蕴藏着数不清的生命之源。至于人类最关心的：这些冰下湖海中是不是有生命存在？以我们目前的技术水平，又如何能保证在火星打冰芯的时候不带去任何来自地球的微生物或者其他物质的污染呢？

或许将来，这一天终究会来临，但在那之前，我们要做好周全的计划和准备。

■盘点

各国的火星任务计划表

美国 登陆火星

作为火星项目的绝对领头羊，2017月12月，特朗普的白宫一号太空令将重返月球和登陆火星同时提上日程。随后，NASA为该计划拟定了阶段目标：

2018 已发射的“洞察”号探测器预计在11月登陆火星，对火星进行地震调查、地质测量和热传输内部勘探。

2020年 发射火星车，寻找火星是否有过往生命，演示氧气生产，随后探索如何采样返回。

2022年 发射“深空门户”的第一个组件绕月功率推进通信元件。“深空门户”太空港将作为通往深空目的地的“码头”，即地球人往返地月和出发去火星的站点。

2023年 进行一次载人绕月飞行。

2033年前后 正式登陆火星。

欧洲 进度落后

2016年 欧空局与俄罗斯合作的微量气体探测器TGO成功发射入轨，寻找火星上与地质或生物活动相关的大气气体。卫星携带的登陆器“斯基亚帕雷利”号却在着陆过程中不幸坠毁。

2017年 欧空局在“火星快车”号上载入了新的航天器软件，将其服役年限延长至2020年。

2020年7月25日 欧空局新一代火星车发射。

印度 亚洲唯一

2014年9月 “曼加里安”号火星轨道探测器入轨，是目前亚洲唯一一颗。印度也成了世界上首个发射火星轨道探测器一次就成功的国家。

“曼加里安”号的首要科学目标是展示完成行星任务的能力，其次才是科学探测。

“曼加里安”号是目前亚洲唯一一颗火星轨道探测器。印度航天局(ISRO)计划在2020到2021年间执行“曼加里安”2号任务。这项任务很可能由着陆器和火星探测器组成。印度目前尚未公开任何载人火星计划。

中国 一步到位

2020年7月至8月 中国计划用“长征五”号火箭发射首次火星探测任务，包括火星轨道器环绕探测和火星车软着陆巡视探测，实现 “环绕、着陆、巡视”一步到位。探测器将选择全新的地点着陆。

所谓一步到位，即探测器接近火星后，首先要让它被火星引力捕获，成为环绕火星飞行的探测器。之后，在合适时机，与环绕器分离的着陆巡视器将着陆到火星表面并释放火星车，开展巡视探测。同时，环绕器继续在轨道上进行科学探测。

目前中国尚无载人火星项目时间表。

俄罗斯 惨不忍睹

2011年 俄罗斯“福布斯-土壤”号火星探测器变轨失败。作为老牌航天大国，俄罗斯的火星战绩可谓惨不忍睹。自苏联时期，所有19个火星项目以失败告终，不是发射失败，就是未能入轨，少数抵达的最后均出现故障。

阿联酋 “希望”

2020年 阿联酋航天局计划将“希望”号探测卫星送入火星轨道。

本版文字综合新华社、中广、《中国青年报》报道

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