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火星有多少水?500 萬立方公裡的冰,融化後可覆蓋整個星球35米深

    最近,歐洲航天局(ESA)的微量氣體軌道飛行器探測到火星水手号大峽谷中心區域存在大量的氫。

    如果這些氫都以水分子的形式存在的話,那麼這意味着該區域将有多達 40% 的近地表物質是水!

    ESA該任務的官推發了一條推文表示,“水庫很大,地下不太深,很容易被未來的探險家利用”,于是網友們紛紛@馬斯克,讓他可以出發去火星了!

    無論是流傳于網絡的圖片,還是火星探測器發回來的火星照片,我們都可以看到一個極其荒蕪的火星世界,就像地球的沙漠地帶一樣,這很容易給我們一種感覺——火星是一個極其缺水的世界。

    然而,事實可能并非如此,火星上的水比我們想象得要多得多,阻擋馬斯克前往火星探險的也肯定不是水的問題。

    圖注:火星-下面的那個傷痕一樣的地貌正是水手谷

    為什麼火星有水如此重要?

    在地球上,幾乎有水的地方就有生命,不管這水是滾燙的還是冰冷的,總會有生物能夠在裡面茁壯成長。

    從人們拿着望遠鏡觀察火星開始,人們就已經認為火星是一個充滿水的世界!這次發現大量水的地方——水手号大峽谷是太陽系中最大的峽谷,它橫跨四分之一個火星,在地球上拿着望遠鏡都有機會看到這個峽谷,在過去人們認為這是火星的運河。

    1965年,人類第一艘火星探測器——水手4号發射,在此之後,許多宇宙飛船被派往火星,它們有的飛過火星拍了幾張照片,有的進入火星軌道,然後一直繞着火星軌道運行,也有的從火星着陸了。

    圖注:探測器鏡頭下的火星世界

    然而,從這些探測器收集回來的信息來看,火星環境一點都不樂觀,這是一個寒冷、荒涼,空氣稀薄,我們地球人永遠無法呼吸的地方。

    可就是這樣一個荒涼的世界,卻是茫茫宇宙中最有可能成為我們第二個家園的星球,也是最有可能存在地外生命的星球之一。

    但這一切都建立在火星是否含有足夠量的水上!

    所以,對火星水的探測也一直都是大部分火星任務的主要内容之一,天問一号的主要任務之一也是探測火星的水,因此我們現在還算比較了解火星到底有多水。

    圖為:科羅廖夫冰坑,含有2200km^3冰

    火星有多少水?

    由于寒冷,火星的水基本是以冰的形式存在!

    在望遠鏡的時代,人們就已經觀察到火星和地球一樣擁有極地冰蓋。

    自20世紀60年代太空時代開始以來,火星探測器收集的圖像顯示出火星的地質特征,其中一些也被證明那裡以前是冰川。

    在過去的10多年裡,來自探地雷達和其他軌道探測器的數據,更是直接證明水冰存在于火星表面下的大部分區域。

    那麼到底有多少水冰呢?

    圖注:火星上被水沖刷出的鵝卵石

    被廣泛認可的數據表明,目前已探明的僅火星表面或較淺地表深處就擁有超過500萬立方公裡的水冰,如果這些冰全部融化掉話,足以覆蓋整個火星35米的深度。

    然而,這些隻是火星表面部分的水冰而已,更多地被認為是在地下,因為如果今天暴露在火星地表,水冰就不能長期存在。

    火星雖然距離太陽很遠,但是在低緯度地區的夏天,溫度可以到27攝氏度左右。

    同時由于極低的大氣壓,隻要火星的溫度開始上升,表面的水冰會立馬升華——直接從固态轉化為氣體而不融化,而進入火星大氣的水很容易逃逸掉,而不是像在地球上一樣變成雨重新回歸大地。

    不過和地球一樣,火星的自轉也擁有一定傾斜度,所以越往兩極方向溫度就越低,水冰就越容易長期保存。

    圖注:火星高緯度地區水冰含量地圖

    事實上,火星已探明的大部分水冰都在南北緯60°向極地方向的地區——幾乎任何這些地區的水冰濃度都超過20%,而極地的水冰濃度更是達到100%。

    在緯度低于60°的地方,地面的水冰變得零零碎碎,基本濃度沒有超過10%的地區。

    圖注:火星低緯度地區含水地圖

    很明顯,在火星低緯度地區找到水冰不是一件容易的事,或者說找到水很難。

    水手号大峽谷是在火星的赤道地區,如果這些地區的水冰濃度真的超過40%的話,确實意義重大。

    因為低緯度地區更适合在未來作為人類着陸的安置點,畢竟沒有多少人喜歡生活在冰天雪地的北極圈内吧。

    雖然對于火星而言水不是問題,但對于馬斯克來說,現在就收拾行李飛往現場還為時過早,因為殖民火星根本不是火星上水的問題。

    到目前為止,我們連火星土地的樣本都還沒有拿回來呢,所有的火星探測器買的都是單程票,更别說載人過去了。

    最後

    不知道你有沒有想過,現在低緯度的大部分地區都沒有水冰,那麼以前的冰是如何到達低緯度地區的呢?

    換一句話說,為什麼會有大量的水冰出現在水手号大峽谷呢?

    現在主流的科學認為,火星上低緯度地區的水冰是火星最後一個冰河時代的遺迹。

    火星的自轉軸相對于太陽的傾斜會發生周期性的變化,當傾斜度增加到40°或更多時(目前是25°,最高可達80°),極地地區會變暖,而冰雪将在赤道附近堆積。

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