火星地下湖泊：远古海洋的残留
地下湖泊的发现与确认
2018 年，科学家们做出了一个突破性的发现：在火星南极冰盖之下隐藏着一个湖泊。这一发现引发了关于其形成和测量准确性的诸多疑问。最近发表于《自然·天文学》杂志的一项研究不仅证实了这个湖泊的存在，还揭示了附近还有三个较小的水体。
研究小组对该区域进行了广泛的雷达测量，在其最初使用的 29 个数据点基础上增加了 100 个新数据点。这些测量勾勒出四座湖泊更清晰的图像，它们位于火星表面以下一英里处。据信它们含有盐和沉积物，这使它们即使在火星南极寒冷的温度下也能保持液态。
对火星过去和现在的影响
这些地下湖泊的发现对我们理解火星的过去和现在具有重大影响。在南极发现多个水域表明它们可能是该行星远古海洋的残留物。火星表面上的侵蚀模式表明，水曾经在地球上自由流动。好奇号火星车的观测结果支持了火星曾经被一片汪洋大海覆盖的理论。
随着火星气候变冷，这片海洋可能会冻结，最终升华，从固态冰蒸发成水蒸气，而无需融化。水蒸气会在大气中移动，并在两极凝结，形成巨大的冰盖。地热能会融化这些冰盖的底部，形成地下水或永久冻土。如果这些水足够咸，它们可能会存在于我们今天观察到的湖泊中。
水的特征和宜居性
在火星南极，水必须非常咸才能保持液态，那里的温度可能低至零下 195 华氏度。盐和沉积物通过干扰水分子排列来防止水冻结，这会抑制结晶。
然而，火星水中发现的盐分，即高氯酸盐，不适合人类食用。地球上最强的真菌可以在含有高达 23% 高氯酸钠的水中存活，而最耐寒的细菌只能耐受 12% 的溶液。为了让水在火星极端的温度下保持液态，需要一种不同类型的盐，即高氯酸钙，它对地球微生物的毒性更大。
地球在南极冰层之下也有自己的咸水湖，但它们并不支持丰富的生命。“在南极洲的这些咸水湖中没有太多活跃的生命，”蒙大拿州立大学的环境科学家约翰·普里斯库解释道。“它们只是被腌制了。这在（火星上）可能也是如此。”
研究技术和争议
研究团队使用火星高级地下和电离层探测雷达 (MARSIS) 来探测地下湖泊。MARSIS 向火星表面发射无线电波，当它们遇到该行星成分的变化时会反射回来。分析反射模式可以揭示波浪弹起的物质的性质。
一些科学家仍然对研究的结论持怀疑态度，他们认为反射斑块可能代表的是冰浆或泥浆，而不是液态水。此外，MARSIS 观测结果与其他数据集的测量结果之间存在差异。
未来探索和展望
一项名为天问一号的中国任务计划于 2021 年 2 月进入火星轨道。这项任务可能会对观测提供新的视角，并阐明地下湖泊的性质。
“我确信这个地方正在发生一些奇怪的事情，导致反射激增，”普渡大学的行星科学家阿里·布拉姆森说。“当然，如果极冠底部存在某种奇怪的、超冷却的、泥状的盐溶液，那就太酷了。”
在火星上发现地下湖泊为科学探究和猜测开辟了新途径。这些湖泊可能包含有关该行星远古海洋的线索，以及火星上过去或现在存在的生命的可能性。进一步的研究和探索对于解开围绕这些迷人水体的神秘至关重要。
