我们将从火星获得哪些知识?

我们将从火星获得哪些知识?
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火星在新闻中出现的频率或许不如地球,但我们这位行星邻居在十月里可谓大事不断。

美国国家航空航天局上周宣布,对火星勘测轨道飞行器观测到的条纹所发出的光谱进行分析后,发现其中可能存在水分蒸发后残留的卤水成分。这并非发现生命,但它缩短了推测的跨度。

与此同时,3D电影 《火星救援》 首映周末票房为5500万美元。加拿大裔美国企业家埃隆·马斯克提出一项异想天开的方案,即在火星大气层中引爆聚变炸弹,由此引发了新闻报道。

然而,关于这颗红色星球的真正科学研究,更有可能持续下去。 《U of T News》 采访了地球科学系的教授丽贝卡·根特 ,她是一个团队的成员,该团队将把一台探地雷达仪器送上火星,搭载于下一辆火星车,该火星车计划于2020年发射。

您对光谱分析的结果感到惊讶吗?

这些作者所研究的特征被称为周期性斜坡纹线(recurring slope lineae,简称RSL),人们对其已密切关注了一段时间。至少自2012年起,富含盐分的水假说就一直是其成因的主要观点,因此,关于检测到卤水特征的公告并非完全出乎意料。RSL的短暂性质一直表明,某种挥发性物质参与其中,其作用方式可能是直接参与(即RSL由该挥发性物质的流动构成,例如水或其他挥发性物质与风化层或其他物质混合而成),也可能是作为一种动员因素(例如,地下流动的水或其他挥发性物质使细小颗粒松动,使其得以沿斜坡向下流动)。

您认为该团队对数据的解读正确吗?

我本人尚未查看过光谱数据,我也不是光谱学家,因此无法亲自判断该团队的解读是否正确。不过,可以肯定的是,许多其他团队正在并将继续研究这些数据,并不断收集新数据,以证实或驳斥这些发现。我相信,我们将在12月的美国地球物理联合会年会和3月的月球与行星科学会议上听到更多相关消息。

论文总结认为,结果“有力地支持了这样一种假说:季节性温暖斜坡正在当今火星上形成液态水。”这一结论是否合理?

关于液态水或卤水是当代存在的这一观点,源于RSL在图像中时隐时现这一事实。这清楚地表明,造成其形成的机制目前仍在运作,并且是一种短暂现象,正如水的蒸发那样。

RSL是否还有其他相互竞争的解释?

有,确实存在,但RSL的短暂性质最终表明某种挥发性物质参与其中。这种物质可能是水,正如近期文章所提出的,也可能是二氧化碳,它是稀薄火星大气的主要成分。近期结果支持前一种假说,但其他研究人员将继续审慎检视这些数据及其解读。

我们读到有报道称,盐度极高的卤水接触后有毒。这与其在支持生命方面的作用如何相容?

卤水常被认为是火星微生物生命(如果存在的话)可能的栖息地。这是因为水中的盐分会降低冰点,使水在火星表面以下较浅的深度仍保持液态,而淡水则会在那里结冰,并可能升华。在地球上,有一些特化的微生物群落生活在卤水环境中,这里的设想是,火星上也可能存在类似的特化物种。诚然,就目前而言,无法排除火星上存在某种形式微生物生命的可能性,但我们尚未对任何形式的生物活动做出确定性检测。

作为一名行星科学家,您的研究重点是地质学。是否过于强调生命问题?火星探索是否带来了其他类型的知识?

火星探索独立于对火星生命的探寻,彻底改变了我们对这颗星球运作方式的认识。这里我只举几个例子。利用探测雷达,我们发现,尽管火星极冠上覆盖着巨大的冰层重量,但其下方的岩石圈[即包括地壳和上地幔在内的行星坚硬外壳]并未发生弯曲。这意味着,要么岩石圈非常厚且坚硬,要么极冠非常年轻,因此岩石圈还没有来得及作出响应,正如地球岩石圈在末次冰期时大陆冰川之下所表现的那样。(在冰层移除之后,加拿大地区至今仍在回弹。)雷达结果还表明,极冠主要由水冰组成,表层覆盖着一层薄薄的二氧化碳[干冰]霜。

火星的发现与地球科学相关吗?

对非极冠区域的雷达观测揭示了被掩埋的河道,这些河道从地表无法看到,表明火星曾有丰富的地质历史。仅图像、光谱结果、雷达、热红外数据、伽马射线光谱仪结果等方面,就已有数以千计的此类新成果。它们共同推动我们更深入地理解火星作为一颗行星的内外运作方式。火星与地球以及其他类地行星之间的异同,继续帮助我们从更广阔的视角审视地球的各种过程。

您支持进一步开展火星研究,还是认为我们已经掌握了所需的全部数据?

我当然支持进一步开展火星研究。下一辆火星车计划于2020年发射,其上搭载的探地雷达仪器将首次为火星提供地面地下成像。我们将与其他火星车仪器团队密切合作,将这些地下测量结果与地表获得的图像、光谱及其他测量数据相互关联。在陆地地质学中,我们依赖这一关键的垂直维度来揭示导致现状的各种过程。这项实验将使我们能够以一种全新的方式,在火星上做到同样的事情。

我们还应期待哪些其他火星任务?

我非常期待 洞察号,这是一台机器人着陆器,计划于2016年3月发射。该任务将搭载一套地球物理仪器,通过测量地震活动、地壳热流以及火星自转特征,提供急需的新信息,帮助我们了解行星层面的基本过程。理解太阳系中的各个行星是一个持续的过程,这一过程极为激动人心,而且远远超越了对微生物生命的探寻。我们几乎才刚刚触及表面,每一项新发现都使我们对驱动太阳系(包括地球)的基本过程有了新的理解。

本文与 多伦多大学合作发布。刊载本文并不意味着世界经济论坛认可文中观点。

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作者:丽贝卡·根特是多伦多大学地球科学系教授。

图片:在安曼夜空下观看红色星球的聚会期间,一名约旦男孩与投射在墙上的火星图像合影。REUTERS/Ali Jarekji

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