火星上每天可能有两次短暂存在可供生命存活的水

火星曾被认为过于寒冷干燥而无法存在液态水,但在某些季节每天可能短暂出现两次含盐卤水。这些短暂爆发虽不足以维持人类生存,却可能在火星远古时期滋养过坚韧的生命体——并能为未来寻找其生命迹象的任务提供线索。

阿肯色大学空间与行星科学中心的研究副教授文森特·谢弗里尔研究该问题长达20年,如今他认为自己找到了答案:"是的,它们可以存在。"

他关于火星上存在液态卤水的论证近期发表于《自然·通讯-地球与环境》期刊。

谢弗里尔利用维京二号着陆器在火星采集的气象数据,结合计算机建模分析,确定卤水可在冬末春初霜冻融化时短暂形成。这挑战了"火星地表完全不存在液态水"的固有认知,并暗示类似过程可能发生在其他存在霜冻的区域,尤其在中高纬度地带。

选用1976年登陆火星的维京二号数据,谢弗里尔解释:"这是唯一明确观测、识别并表征火星霜冻的任务。"霜冻融化是发现火星液态卤水的最佳契机,但存在障碍:火星霜冻易快速升华——由于火星特殊的大气条件,霜冻会直接从固态转为气态,不经历液态阶段。

通过筛选维京二号数据并结合火星气候数据库信息,谢弗里尔确定冬末春初存在形成卤水的短暂窗口期。具体而言,在一个火星月期间(约合地球两个月),每日存在两个理想时间点:清晨和傍晚前后各一次。

火星富含盐类,谢弗里尔长期推测高氯酸盐最可能形成卤水,因其共晶温度极低(即盐-水混合物的熔点)。高氯酸钙卤水在零下75摄氏度凝固,而火星赤道地区平均地表温度为零下50摄氏度,表明可能存在高氯酸钙卤水保持液态的区域。

 

基于已知数据的模型证实:在冬末春初的某个月里,每日有两次温度恰好维持在零下75°C的理想临界点,此时高氯酸钙卤水能够形成,其他时段温度则过高或过低。

尽管谢弗里尔的研究尚非卤水存在的确凿证据,但有力论证了卤水会少量反复出现。即使过去或未来的着陆器直接探测到高氯酸钙卤水,其储量也必然有限。火星风化层中高氯酸钙含量仅占1%,且火星霜层极薄——远不足1毫米。因此不可能产生大量水分,更不足以维持人类生命。

但这并不意味着火星不曾孕育过适应更寒冷干燥环境的生命形态。

无论如何,谢弗里尔对卤水在既定条件下形成的可能性感到振奋,并期待进一步验证。他在论文结论中指出:"卤水形成与季节性霜冻周期的强相关性,凸显了短暂性水活动最可能发生的具体时间段,可为未来天体生物学探测任务规划提供依据。

"配备原位湿度计[用于测量空气湿度]与化学传感器的机器人着陆器,可针对这些季节性窗口期进行探测,直接验证卤水形成并确定液态水存续的时间尺度。"