重磅！火星发现大量水

重磅！火星发现大量水

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编译：杨伯顺

审阅：涂天宇

美编：琇茹

后台：董腾晨

欧空局与俄罗斯国家航天集团公司（Roscosmos）联合实施的火星探测项目通过其 痕量气体轨道器（Trace Gas Orbiter）在 水手峡谷群的中心区域发现了大量水，含水地带的总面积相当于整个荷兰的大小。（马斯克狂喜）

痕量气体轨道器装载有 FREND精细分辨率超热中子探测望远镜，其任务之一是绘制火星上层土壤中的氢含量（水储量的的标准之一）地图，它发现了潜藏在在火星地表之下 大约一米以内的水。

虽然科学家已经发现了火星上存在水，但它们都分布于火星寒冷的极地区域，以水冰的形式存在。赤道区域未发现水冰的存在，因为这里的温度太高，水冰无法稳定地存在。

欧洲航天局的火星快车等任务已经开始在火星低纬度地区进行寻找近地表水的工作，并发现了少量水的存在。近地表水是土壤中覆盖在尘土颗粒上，或被深藏在矿物质中的冰。然而，这类研究只探索了这颗星球最表面的一层，实际上水可能有潜藏于尘土的更深层。

痕量气体轨道器

“FREND发现，在巨大的水手峡谷群(Valles Marineris)中，有一个含有异常大量氢的区域。假设我们看到这些氢属于水分子，那么该区域近地表物质中 有40%似乎是水。”

这片富含水的区域大概相当于整个荷兰的面积，与坎多尔峡谷(Candor Chaos)大致重叠。坎多尔峡谷是水手峡谷系统中最大的峡谷之一，科学家曾认为这里有可能存在水。

# 手段：追踪中子 #

FREND通过监测中子而非光谱，绘制了火星土壤的氢含量分布。伊戈及其同事分析了FREND从2018年5月到2021年2月的观测数据。

“我们发现，水手峡谷群的中部区域充满了水——远超我们的预料。这里非常类似地球的永久冻土层，那里由于持续的低温，水冰在干燥的土壤下永久存在。”

痕量气体轨道器绘制的水手峡谷群的富水区域

这些水可能是以冰的形式存在，也可能是与其他矿物质结合的水。但是，另外一些观测表示，这片区域中的矿物质通常只含百分之几的水，远低于这些新观测所指出的。“ 总的来说，我们认为这些水更可能以冰的形式存在。”

一般而言，由于火星赤道附近的温度和压力条件，这一区域的水冰会直接蒸发。这个道理同样适用于（矿物质中的）化学结合水：要想保留矿物质中的水，必须存在某种温度、压力以及水合物的正确组合。 这说明，在水手峡谷系统中存在某种特殊的、至今为止我们仍然不清楚的组合条件，避免了水的流失——或者以某种方式不断进行水的补充。

# 未来探索 #

由于大多数未来的火星任务都计划在低纬度降落，因此在这里找到这样一个水库使未来的探索更具有激动人心的前景。

虽然火星快车已经发现了在火星中纬度地区的地下深处有水的迹象，以及火星南极下方存在液态水的深池， 但这些潜藏的水资源都位于地下几公里处，相比于仅仅在地表之下的浅层水，它们更不易被开采获取。

这个发现也使得水手峡谷群成为未来人类探火任务的一个更有前途的目标地点。作为太阳系内最大的峡谷，水手峡谷群是火星上最壮观的风景，也经常被用来和地球上的科罗拉多大峡谷相比较（位于美国亚利桑那州，长446公里，深1200米）——虽然它比后者长十倍，深五倍。

坎多尔峡谷的景观

痕量气体轨道器项目科学家Colin Wilson表示：“更多地了解当今火星上水的存在位置、形式，对于我们了解曾经遍布火星的水究竟发生了什么至关重要。这也可以帮助我们寻找火星宜居环境、过去的生命信号、早期火星的有机材料等。”

痕量气体轨道器发射于2016年，是ExoMars两次发射计划中的第一项。该轨道器将于明年迎来一架欧洲的火星车Rosalind Franklin，以及俄罗斯的地面平台Kazachok。他们将携手共同努力，探索火星上曾经是否存在生命。

原 链接：https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ExoMars_discovers_hidden_water_in_Mars_Grand_Canyon

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版面编排：琇 茹

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