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火星上的水给科学家带来了巨大的挑战

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作者是一名科学评论员

火星谜题的另一部分正在逐渐解开。这颗红色星球的表面布满了凹槽和水道,长期以来一直被视为远古水时代的纪念品。

现在有证据表明,我们的行星邻居(已知其两极有冰)的表面之下蕴藏着液态水。

周一,美国研究人员透露,他们看到了地震信号,表明地壳深处埋藏着一个水库。从体积来看,它不是一个水坑,而是一个无边无际的水池,足以覆盖整个地球,形成至少一公里深的海洋。

鉴于液态水是生命存在的先决条件,这个可能位于地表以下 20 公里的地下水库将成为寻找生命的首选目的地。这一发现还将为未来的载人火星探测任务注入新的动力,美国宇航局希望在​​ 2030 年代实现这一目标。

这一前景有好有坏:如果存在生命,我们有道义上的责任去寻找它;但发现生命的同时,我们也有义务保护它免受人类最恶劣的海盗本能的侵害。

这些数据是由美国宇航局的“洞察号”着陆器收集的,该着陆器于 2018 年登陆火星。在接下来的四年里,它的地震仪记录了火星的震动和隆隆声,即所谓的“火星地震”,并发现了流星撞击的迹象。圣地亚哥斯克里普斯海洋研究所的瓦尚·赖特领导的一个团队将这些信号通过一种用于绘制地下蓄水层和油田的数学模型进行处理。

他们的简短论文于周一发表在美国科学院院刊上,其中包含一个令人震惊的结论:“由充满液态水的破碎火成岩组成的中地壳最能解释现有数据。”

伦敦伯贝克大学的行星科学家伊恩·克劳福德没有参与这项研究,他表示,确认地下含水层的存在很可能需要配备专用地球物理仪器的新任务。

尽管有大量证据表明火星曾有雕塑般的地貌,但火星水的下落却一直是个谜。火星两极有水冰,大气中也有水蒸气的痕迹,但这不足以解释曾经流动的水。一种理论认为,大约 30 亿年前,火星失去大气层时,液态水就消失了。

最新发现表明,至少有一些微生物渗透到了地壳中。可以想象,这个充满裂缝和裂隙的地下王国里生活着一种微生物,类似于地球上的“极端微生物”,这并不牵强。从最干旱的沙漠到海底火山口过热、高压的酸性环境中,耐寒生命体在最不可能生存的陆地环境中茁壮成长。

加州大学伯克利分校团队成员迈克尔·曼加 (Michael Manga) 表示:“我不明白为什么(地下水库)不是适宜居住的环境……(地球上)很深的矿井里有生命,海底也有生命。我们还没有发现火星上存在生命的任何证据,但至少我们已经确定了一个原则上应该能够维持生命的地方。”

马萨诸塞州塔夫茨大学的化学家此前已证明,包括大肠杆菌在内的细菌可以在有水的情况下在火星风化层(其表面的松散物质)上生长。

然而,进入火星含水层却是一项巨大的挑战:据认为它位于地表以下 12 公里至 20 公里之间。

这使得寻找外星生命变成了一个工程难题。俄罗斯和中国都是航天大国,喜欢炫耀技术实力,因此在这方面占了上风。

俄罗斯已在地球上垂直挖掘了超过 12 公里,在该国西北部建造了科拉超深钻孔。中国目前正在新疆塔里木盆地钻探 11 公里深的钻孔。这个名为“申地塔克 1 号”的钻孔将用于寻找石油和天然气并研究地球的演化。

伊隆·马斯克肯定很乐意在火星上过着无聊的生活。水源的前景将激励那些像这位傲慢的科技巨头一样梦想着无拘无束地殖民和控制这颗红色星球的人。但游戏规则已经改变,因为火星上存在生命的可能性越来越大,无论这种生命多么基本。

这需要一种探索精神而非剥削精神:继续寻找我们星球以外的生命,同时小心谨慎地前行。

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