「火星特快車」探測器所拍攝到的火星南極畫面。(ESA/G. Neukum, Freie Universitaet, Berlin/Bill Dunford, CC BY-NC 3.0)

科學家們認為隱藏在火星南極冰蓋下的液態水湖可能會變成……只是普通的古老岩石。

新的分析發現,在這顆紅色星球上被認為是地下水的雷達信號也可能是因為地質分層產生的。這不是一個定論,但它確實表明,我們需要更有力的證據才能確定在火星地底下到底是什麼。

康乃爾大學天文學家 Dan Lalich 領導的一組研究人員在一篇新論文中寫道:「最近我們證明了類似的信號反射也能藉由自然結果的薄層干擾而產生,且無需透過任何液態水或其他稀有物質。結合這個結果與最近其他的研究內容,使我們對在南極分層沉積物 (SPLD) 下方發現液態水的可能性產生了疑問。」

幾年前,在歐洲太空總署的火星探測衛星「火星特快車 (Mars Express) 」收集的雷達數據中首次發現了這個神秘的信號。在那裡,埋藏在火星南極冰蓋之下,科學家們發現了一塊異常反射的物質。

隨後的搜索發現了更多閃亮的地下塊狀物,這表示無論第一個塊狀物是什麼,它絕對不是唯一的。

更令人興奮的是,在地球上也發現了類似的閃亮塊狀物——也埋在南極的冰層之下。這些是冰下湖,例如沃斯托克湖,它們構成了南極冰層下儲存液體的網絡。

這使科學家們得出結論,火星上可能存在類似的液體儲層。只是有一個問題:火星被認為對液態水來說太冷了,即使它是在冰層下受壓,而且由於有鹽的存在冰點還降低了。

那麼,那些閃亮的塊狀物是什麼呢?為了進行調查, Lalich 及其同事利用已知在火星上出現的四種物質的分層進行了模擬。

透地雷達 (GPR) 的運作原理是將無線電波反彈到物體或表面,以雷達脈衝波探測地表以下狀況並成像。這些無線電波反射回來需要多長時間,以及反射回來的強度,顯示了行星地表下物質的特性——但不一定能確定這些物質是什麼。

研究人員創造了有各種配置及厚度的水冰、二氧化碳冰、玄武岩和大氣層的模擬層,每層都具有以特定方式反射雷達脈衝的特性。

接著,他們計算出這些配置會產生什麼樣的雷達信號。他們得到了與火星特快車觀測結果一樣明亮的東西:在兩層二氧化碳冰之夾著一層多塵的水冰。

Lalich 解釋說:「我使用了嵌入水冰中的二氧化碳層,因為我們知道它已經大量存在於冰蓋表面附近。不過,原則上,我可以使用岩石層,甚至是特別多塵的水冰,我也會得到類似的結果。這篇論文的重點是,基底層的組成不如層的厚度和分離度重要。」

這不是最近唯一在暗示閃光信號可能是由非液態水的東西產生的研究。去年,一個團隊發現冰凍黏土也產生相同水平的雷達光,今年早些時候,另一個團隊則提出火山岩(火星上有大量火山岩)是一個信號來源。

隨著岩石或冰層的增加,這與我們對火星的了解更加符合,但液態水的解釋似乎離可能性越來越遠了。

這將非常遺憾,因為火星上的液態水會影響其過去甚至現在的可居住性,以及對未來前往這顆紅色星球的載人任務造成影響。

但也有可能我們永遠無法確定。

Lalich :「我們所做的任何工作都沒有否定那裡可能存在液態水,我們只是認為干擾假設與其他觀測結果更一致。我不確定除了實際探鑽之外,還有什麼可以證明這場辯論的任何一方是正確或錯誤的。」

考慮到塊狀物所在的深度、到火星的距離以及運輸東西到那裡的難度(尤其是重型鑽井機械),這種情況不太可能很快發生。

該團隊的研究已發表在 Nature Astronomy 上。

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參考資料:

  1. Starr, M., (28 September 2022). Shimmering ‘Lakes’ Under The South Pole of Mars Might Be Something Else Entirely. ScienceAlert
  2. Lalich, D. E., Hayes, A. G., & Poggiali, V., (26 September 2022). Explaining Bright Radar Reflections Below The South Pole of Mars Without Liquid Water. Nature Astronomy
  3. 圖片來源:https://www.planetary.org/space-images/20130810_mars_polar_mex_jul13 (ESA/G. Neukum, Freie Universitaet, Berlin/Bill Dunford, CC BY-NC 3.0)
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