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美国研究发现：火星地底可能存在大量液态水

火星上最大的水源区之一埃楚斯峡谷（Echus Chasma）。欧洲太空总署（ESA）2008年7月16日提供的资料照。（ESA via Getty Images）

过去天文学家和科学家们认为，火星只是一颗水资源稀缺的行星，上面布满红色的砂石。现在美国的物理学家在分析洞察号探测火星的数据时发现，火星地底下可能存在超乎人们想象的水分。

科学家们依据火星上留下的“证据”，判定火星过去曾是一个潮湿的环境，里面有河流、湖泊、海洋等，但在火星失去大气后，可能让火星失去持续保存液态水的能力，而这些水可能融入矿物质，或以冰、液体的形式封存在深层，甚至可能逃逸到太空中。

不过，科学家一直没有切确的证据，去证明这些水都变成火星极地上的冰盖。其主要原因在于，这些冰盖的数量无法包含过去火星上的水。因此，一部分的科学家认为，火星地底或地壳中蕴藏水分的可能性比较大，但这份假设没有实质的证据。

各国科学家曾多次向火星发射探测器和着陆器，以了解火星上的水去哪里。这次，美国加州大学柏克莱分校（UC Berkeley）和圣地牙哥分校（UC San Diego）的研究团队通过美国国家太空总署（NASA）“洞察号”（InSight）在2018年到2022年在火星上收集的资料，进行一次长时间的数据分析。

最后，他们认为，火星地表深度大约10公里至20公里处，可能存在大量的水。不过，他们还强调，若依照现在人类技术，太空人在钻探火星地表以获取地下水样本时，将会遇到一系列巨大挑战。

这项研究成果于8月12日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Science）杂志上，进行了详细的介绍和分析。

当时“洞察号”到达火星上进行探勘时，遇到大约5级的地震、流星撞击和火山区发出轰隆声，而这些动静所产生的地震波，恰好帮助“洞察号”侦测地底下的物质。

当地震波产生时，会经过岩石、矿物、孔隙等物质，从而产生不同的波长讯号，这使得“洞察号”探测器可以获得大量与地底相关的数据。物理学家们通过这些数据去分析火星内部结构，以了解火星的地质和过往火星上的海洋去哪的问题。

加州大学的研究团队进行比对分析和计算，最终认为，火星的地壳中间的物质，大多是由薄裂缝火成岩组成（冷却的热岩浆，主要是玄武岩或斜长石），缝隙中充满了液态水。

他们计算出的水量相当于火星地壳的1至2公里厚。这代表火星的含水量可能远比过去科学家预测的古代火星海洋还要庞大，且显示火星上的水并没有随着大气消失，逃逸到外太空。

另外，实验团队表示，这次现有的数据不仅有助于人们了解火星的地壳是否含有许多水分，还让人们更好地了解火星地壳的矿物成分。

UC Berkeley的地球与行星科学教授麦可·曼加（Michael Manga）对该校新闻室表示，“这次任务大大超出了我们的预期。他们通过查看洞察号收集的所有地震数据，计算出了地壳的厚度、地核的深度、地核的成分，甚至还了解了地核内的温度。”

UC San Diego史克里普斯海洋研究所助理教授、行星科学家瓦尚·赖特（Vashan Wright）则表示，“了解火星的水循环，对于了解火星的气候、表面和内部的演变是至关重要的，这是能确定火星上的水在哪里，以及它有多少的关键。”

曼加教授补充道，“当我们确定火星存在一个巨大的液态水库时，这给我们了解当时的气候或可能存在的气候提供了一个有用的窗口。”

他接着表示，“水是目前生命已知的必需品，因此地球上含水的深矿井、海底皆孕育着生命，但我们不了解为什么火星这个地下水库不是一个适宜居住的环境。虽然我们目前还没有在火星上发现任何生命存在的证据，但至少知道这是一个可能维持生命的地方。”

相关研究工作受到加拿大高级研究所、美国国家科学基金会、美国海军研究办公室的支持。