火星赤道发现大量水冰
时间:2017-12-07

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  美国宇航局的奥德赛探测器发现火星上的地下冰层,其纬度远低于行星的极地冰盖。点击

  资料来源:NASA / JPL-Caltech / ASU
 

  科学家在赤道附近的浅层土壤中发现了大量的埋藏水冰。这一发现为希望在这个红色星球上寻求生命的星座机器人或未来寻找水的火星定居者提供了希望,但这也给气候学家带来了一个谜。

  这些发现来自对NASA奥德赛探测器的数据的再分析,该探测器于2001年开始了轨道运行,是全球探测任务最长的一次。

  奥德赛探测器携带的仪器测量宇宙射线照射到火星表面的中子量。使用这些中子的数量,科学家可以推断出氢的数量,从而推断出土壤最上层的水量。

  如果中子数量较少,那么水可以以多种形式存在于水合矿物质中,或者存在于沙粒或淤泥之间的小冰粒中。然而,当科学家们推测中子的丰度超过26%时,正如科学家们在某些地区发现的那样,他们非常确信火星表面下方有大片的冰层,约翰·霍普金斯,劳里尔,马里兰大学应用物理学行星行星工程师杰克·威尔逊说。

  早在2002年,研究人员就使用奥德赛的中子仪器来报告高纬度地下水的证据,这些研究结果表明,证据足够强大,美国宇航局派出凤凰号登陆器探索这些地区,2008年,当着陆器的机器人手臂在这片贫瘠的土地上钻探时,发现地表下面有冰。

  今天,威尔逊和他的同事想出了一种方法,将先前收集的奥德赛探测器映射成290公里的地图,几乎是早期地图的两倍。研究人员在火星早期的低纬度地区寻找更小,更集中的水冰,他们可能会错过,最终发现超出预期。研究人员在八月份的伊卡洛斯在线版上报告了这一发现。

  布朗大学行星地质学家Jim Head说:“这是如何利用新技术重新分析收集到的数据的一个很好的例子,他说:当我们最终将人类送到火星时,我们将要去哪里有水。

  但新的发现也带来了一个问题。威尔逊认为,根据目前的火星气候模式,赤道附近的冰层不可能持续超过125000年。这是因为它们被逐渐升华到大气中,即使被埋在浅层的绝缘土壤下。他解释说,如果真的存在冰,就可以证明火星的旋转轴在这个时间窗内移动了。

  与地球不同,火星没有像月球一样的卫星,可以防止轨道轴线长期振荡。如果火星的旋转轴现在超过25度,一些极地冰盖就会升华并移向低纬度地区。然而,威尔逊承认,这种解释是不可能的,因为火星的旋转轴不应该在如此快的时间范围内摆动。他说,另一个可能的解释是,土壤还提供了阻止升华并提供物理隔离的防潮层。

  无论如何,无论火星赤道冰如何到达,它都可以为火星微生物提供一个友好的栖息地,只要它能够到达表面并偶尔熔化它。这就是为什么火星的科学家们对所谓的经常性匝道感到兴奋。它们是在陡峭的山坡上出现的黑色条纹,被认为是渗入融化的冰层或地下含水层。

  目前,美国航空航天局于2001年发射的“奥德赛号”和2005年发射的“火星侦察轨道器”目前仍在火星上运行。此外,2003年美国发射的“漫游者机会”和2011年发射的“好奇号”漫游车也在火星表面上工作。

  火星是从太阳系内部出来的第四颗行星,属于类似地球的行星,直径约为地球直径的一半,旋转轴倾斜,旋转周期类似,革命花费了两周时间。它的橙红色外观是由于表面覆盖着赤铁矿(氧化铁),火星被认为是太阳系中最可能的外星行星。

  火星基本上是沙漠星球,地表沙丘,沙砾遍布,没有稳定的液态水,二氧化碳为主的气氛既薄又冷,悬浮在沙尘中,常年发生沙尘暴。与地球相比,地质活动并不活跃,大部分地形地貌形成于古代较活跃的地区,有火山口,火山和峡谷。火星两极都有极冠,主要由水和冰组成,其上方覆盖的干冰会随着季节而变化。 (赵西喜)

  “中国科学”(2017-08-21第二版国际)