►火星快车正在探索火星。Credits: ESA, INAF. Graphic rendering by Davide Coero Borga – Media INAF

撰文 | 鞠    强、金庄维

责编 | 吕浩然

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火星上是否有水？火星上是否有生命？火星能否作为人类移居地外的目的地？一直以来，科学家研究火星的一个主线就是“找水”。

此前，机遇号和好奇号已经发现火星在数十亿前存在水的证据。但是，相比“曾经”有水，我们更关心的是火星上现在有没有水。科学家曾在火星南北极发现了巨大的冰盖，也在火星表面发现过少量液态卤水，但是火星上是否存在大量的液态水却一直是个谜。

2018年7月25日，由意大利多家研究机构组成的团队利用雷达探测火星极地的冰盖后发现，在火星表面以下1.5公里深处，存在着一个液态湖泊，跨度长达20公里。该研究在2018年7月25日发表于《科学》杂志。

研究者使用了欧洲空间局的“火星快车”（Mars Express）对火星南极地区的冰层进行研究。火星快车于2003年发射升空，上面搭载的雷达（MARSIS）可以对火星的内部结构进行观测——MARSIS发送的雷达脉冲可穿透火星的表面和冰盖，并对这些无线电波的传播及反射进行监测，而脉冲的反射特征能为火星表面以下的情况提供信息。

这次发布论文的研究小组使用的就是探测器在2012年5月到2015年12月之间获得的数据。在这段时间里，火星快车对一个名叫“南极高原”（Planum Australe，它位于火星南部的冰盖中）的区域进行了29次观测。此前的数据并未显示出该区域拥有任何不寻常的地形特征。

►火星快车工作示意图。图片来源：ESA

根据雷达探测的结果，科学家认为这个地下水域的温度很低，最高不会超过-10℃。纯水在这样的温度下会结冰，而如果水中含有盐分，水的凝固点就会降低，最低可以达到-74摄氏度。科学家认为，这个水区中会含有在火星表面发现的钠、镁和钙，温度大约在-10℃到-20℃之间。

►左图：此次研究的目标区域；中图：亮度最高的蓝色区域为存在地下湖泊的区域，其中每一条线代表一次探测雷达扫过的区域；右图：火星地表下1.5千米处的蓝色区域为疑似存在湖泊的区域（图片来源：ESA）

火星极盖下存在可能的液态水无疑是一个令人激动的重要发现。而且，更令科学家期待的是，这样的湖泊也许不止一个，因为科学家在其他地区也发现了类似的高亮区域。科学家因此猜测，也许火星南极地区地表下存在类似地球上的南极洲冰盖下的湖泊系统。

当务之急是证明这次发现的火星地下湖泊真的存在。目前，除了欧洲空间局的火星快车外，NASA的火星勘测轨道器（MRO）也在对火星进行研究。但是，MRO上搭载的雷达SHARAD却没有发现类似的信号。目前来看，这主要是由于两台雷达工作的波段不同。因此，MRO暂时无法证实这篇论文的结论，当然也无法否定。中国将于2020年实施的火星探测计划中携带的雷达的工作波段介于以上二者之间，因此有望获得确认这一发现的关键证据。

如果最终被证明是真的存在的话，那就会提出一个更令人期待的问题，就是这个地下湖泊是否适合生命存在。目前来看，虽然这里的环境看起来对生命不太友好，但是并非一定不可能。今年4月，一个研究团队就在Science Advances上发表论文，宣布他们在一个位于加拿大的北极地区的地下盐湖中存在微生物。寒冷，地下，盐湖，这些特征与此次发现的非常相似。

研究人员表示，为了证实这一发现，他们需要让一个机器人到达湖泊的位置，钻透1.5公里的冰层。但现有技术还无法完成这项任务。

参考资料：

1.R. Orosei et al., Science 10.1126/science.aar7268 (2018)

2.https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/07/lake-mars-water/565988/

3.https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-07/aaft-hro072318.php

4.https://www.popularmechanics.com/space/moon-mars/a22541370/underground-lake-liquid-water-mars/