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NASA宣布：火星上發現液態水(圖/NASA)

NASA美國東部時間9月28日上午11時30分召開記者會會公佈這一發現—在火星上發現存在著水！在剛發表在《自然•地球科學》上的一篇論文中，研究者稱他們了現今火星上存在液態水的證據。是的，是現今的液態水，不是很久以前的水，也不是冰。可惜的是，這水不能直接喝：這是「鹵水」。

在2011年。當時亞利桑那大學的研究生盧金德拉•歐嘉（Lujendra Ojha）在研究NASA高分辨率影像實驗（High Resolution Imaging Science Experiment，HiRISE）獲取的影像時，發現了一些窄而且低反射率的條帶。這些條帶比周圍要暗40%，像是小型的溝壑。這種溝壑一般寬在5公尺以下，長度各異，最長可以達到1.2公里。

灰色狹長部分顯示的是火星地表的小型溝壑。(圖/NASA)

這種溝壑發育在比較陡峭的山坡上（坡度大於25°），有季節性的變化，一般在火星的春末開始發育或生長，在初冬之後變小或消失，往復如此。

歐嘉和同事把這種像溝壑一樣的東西命名為「 季節性斜坡紋線 」（Recurring slope lineae，RSL）。RSL不僅呈現季節性變化，在一天之內也會有明顯的變化，比如一天最大可以延長20公尺。

火星RSL的年際變化。A圖所示是一個隕石撞擊坑，周緣發育了一系列的RSL，黑色箭頭指示了一些RSL的位置。A圖中下方的方框為B~E各圖所反映的位置。B圖是28火星年（MY）夏末的RSL發育情況，C圖是29火星年初春RSL衰退後的情況，C圖是晚春時節RSL重新發育，D圖是初夏RSL的情況。(圖/科學人)

隨著越來越多的RSL被發現，它們的分佈規律也越來越明顯。早期僅在南半球32°至48°之間發現有RSL，隨後在火星南北半球的低緯度地區也確認了12個RSL分佈區，最北的一個位於北緯35°。可以明顯看出，南半球的RSL更多。此外，RSL多發育在山坡的向陽面。

黃色點是RSL分佈的區域，可以明顯看出主要分佈在南半球，而且在較暗的地區（反射率低）(圖/科學人)

火星上為什麼會有RSL，它們又為什麼會有這些變化呢？對這種現像有好幾種解釋，其中一種認為RSL可能類似於火星兩極沙丘上二氧化碳季節性的解凍（Defrost）。在火星兩極的沙丘下，存在著冰凍的二氧化碳。它們在夏季會解凍，衝出沙丘產生沙流，在沙丘上留下溝壑一樣的東西。

但是，火星的中低緯度地區溫度比較高，不存在封凍二氧化碳的條件。所以，這種現像還有另外一種解釋：這可能是火星表面的液態水流所致。

由於火星表面的溫度比地球低不少，通常被認為不適合液態水存在。但是，在RSL發育的地方，溫度普遍高於250K（相當於-23.15℃），一般在273K以上。

如果有鹽類溶解到水中（即鹵水），水的凝固點可以被顯著降低，最高可以降低80K。此外，鹽類的存在還能顯著降低水的蒸發率，並能吸收大氣中的水分以維持自身。也就是說，RSL可能是火星地表的鹽水溶液流動形成的。

但是，以上解釋在此前都只是推測—直到這項最新的研究為火星表面鹵水的假設提供了有力的證據。

新的研究結果表明，RSL（圖中暗色細紋）的形成源於流淌在火星表面的鹵水。(圖/NASA)

在這項新發表的研究中，研究人員利用集成火星普查光譜儀（Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars，CRISM）獲取了RSL發育地區的影像。由於不同的物質對光的吸收和反射能力不同，通過定量分析不同波段光在某位置被吸收和被反射的程度，並與已知物質的光譜特徵相比較，研究人員就能推測火星表面該位置上的物質的成分或組成了。

研究者提取了影像上RSL發育地區的光譜，把它與實驗室測得的不同礦物或混合物的光譜作了比較。一般來說，如果礦物中存在有分子水（H2O）或OH團，就會在光譜曲線上特定的波段形成強烈的吸收波谷。而他們在RSL發育地區的測量結果中恰恰也有這樣的特徵吸收波谷存在。

RSL發育地區的光譜分析。a和b分別是所測量像元的位置；c圖示測量結果，不同顏色分別對應於a和b圖中不同顏色的框，黑線是擬合曲線。d圖是實驗室不同的含結晶水的礦物的測量結果。可以看出，在1.48μm、1.9μm和2.14μm處有明顯的吸收波谷。(圖/科學人)

綜合多個對比研究結果，由於火星上不同RSL發育地區的光譜特徵和高氯酸鎂、氯酸鎂、氯化鎂以及高氯酸鈉的光譜相符合，研究者認為在RSL發育地區含有這些易溶於水的礦物。以往的探測發現火星表面普遍存在這類可溶性的鹽類，RSL區域的礦物很可能是這些鹽溶於水後再沉澱富集而成的。

簡而言之，上述結果提供了現今火星上存在液態水的有力證據，而且這種水是鹵水。

水從哪裡來？目前為止，這個問題尚沒有確切的答案。RSL主要分佈在中低緯度地區，發生在溫度較高的季節，多在向陽的山坡上，而且那些地方表面比較暗（對太陽光的反射較弱）。

一種假說認為RSL的水可能來源於冰。但是，中低緯度、夏季、向陽，這種地方的冰會很快會發或流失，不大可能為RSL提供所需的水。

形成RSL所需的水從哪裡來？目前還沒有確切的答案。(圖/NASA)

另外一種觀點認為，水來自於空氣—當然不是直接來自空氣，而是通過一些礦物的潮解（deliquescence）把空氣中的水固定下來。一些礦物容易能夠自發吸收空氣中的水，如常用作乾燥劑的氯化鈣，研究人員在RSL中發現的氯酸鎂等礦物也具有吸水性。當溫度較高時候，這些礦物吸附的水就會釋放出來，成為液態流水，形成RSL。但問題是，火星大氣中的水能夠支撐形成如此多的RSL嗎？不一定。

南美洲阿塔卡瑪沙漠在智利安託法加斯塔一帶的地質條件，一直被認為近似於火星地表，那裡極端乾燥，能有微生物活躍的唯一環境便是存在潮解鹽類的地區。那麼，如果RSL的形成確實和高氯酸鹽的潮解有關，那麼它們的存在可能就為生命在近地表提供了一個潮濕的環境—這些地區，將是未來火星生命探索的一個方向。