火星发现地下冰窖

科学家在火星陡峭的悬崖上发现了厚厚的冰。资料来源:美国航天局

十多年来，位于亚利桑那州弗罗格的美国地质调查局的地质学家科林·邓达斯(Colin Dundas)每天都有一份例行工作——每天检查几十张由火星侦察轨道器(MRO)传回的高分辨率图像。几年前，在这颗星球生锈的表面下突然出现了令人惊讶的东西:一种淡蓝色。

邓达斯当时看到的，然后在其他七个地方发现的是一些陡峭的悬崖，厚达100米，暴露出几乎是纯冰的状态。这一发现表明，在火星上较低维度的区域，大量的地下冰被埋在离火星表面仅一到两米深的地方。

邓达斯说:“这种冰比以前想象的更广泛。”他和他的合著者在新出版的《科学》杂志上描述了这一发现。

每一个悬崖似乎都是冰川的光滑表面，这使得科学家们推测，过去的火星气候已经形成了一个层状记录。他们还认为这一发现为未来人类基地提供了潜在资源。

在火星上发现冰并不是什么新鲜事。冰覆盖了火星的两极，而MRO的雷达也探测到了火星中部的厚冰层。一些研究人员认为，这些沉积物可能是几百万年前存在的冰川残留物，当时火星有不同的旋转轴和轨道。然而，冰的深度以及它是以相对纯净的冰的形式存在还是冻结在火星土壤的颗粒中还不确定。

十年前，研究人员利用MRO找到了一条相关线索——新陨石撞击形成的小陨石坑底部似乎是一个纯冰池。然而，尚不清楚这些冰冻的冰池是与埋藏的冰川相连，还是只是孤立的碎片。在冰崖上，邓达斯和他的团队可以看到冰川的横截面，他们耐心地重新检查这些地方，看看它们是如何随着时间变化的。

研究人员发现，火星上的冰总是在夏天存在，那时任何暂时的霜都会蒸发。去年，MRO发现几块巨石从悬崖上掉下来，这表明逐渐的侵蚀过程将它们从巨大的冰层中释放出来。该研究的合著者阿里·布拉姆森(Ali Bramson)表示，很明显，地表附近的冰与巨大的地下沉积物是一样的。他是图森亚利桑那大学的研究生。“这种深、厚、纯的冰几乎一直延伸到火星表面，”他说。

条纹和细微的蓝色阴影表明冰在积聚。法国南特大学的行星地质学家苏珊·康威(Susan Conway)说，这意味着在过去的气候周期中，这些沉积物在许多季节积累，形成雪层。然后，风把冰原埋在砾石里。"这是唯一合理的解释。"她说。

由于这些地方的表面几乎没有陨石坑，研究人员认为这些地下水冰是在相对较近的时期形成的。此外，它们还提供了火星气候历史的线索。

加州斯坦福大学的太空科学家格·斯科特·哈伯德说，从这些沉积物中提取一个核心并带回地球将为地质学家提供有关火星气候的宝贵信息。他说:“这个保存下来的记录非常重要。它可以带我们回到过去。”

研究人员怀疑火星已经改变了它的轴向倾角和轨道数百万年了。以前的气候条件适合中纬度地区积雪，最终形成今天的浅层地下水冰。

由于这些浅水冰层离火星表面只有一两米远，参与这项研究的科学家在一份声明中说:“一般来说，宇航员只需要带着水桶和铲子去那里，水的需求就会得到充分满足。”

然而，这些悬崖都是在南纬或北纬55度左右发现的，那里又冷又暗，不能作为建造太阳能人类基地的候选区域。因此，美国宇航局的研究仅限于赤道附近的地区。现在哈伯德希望美国宇航局的人类探索项目能在赤道附近找到类似的悬崖。“分界点是什么？”他问道。他希望下一个惊喜是火星热带地区附近的冰。

包括美国在内的许多国家都对火星感兴趣。去年12月，美国总统特朗普签署了第一份太空政策指令，宣布美国宇航员将重返月球并最终登上火星。

目前，美国宇航局2001年发射的奥德赛号和2005年发射的MRO号仍在火星轨道上运行。此外，美国在2003年发射的“机遇”号探测车和2011年发射的“好奇号”探测车也在火星表面工作。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-018第二版国际版)