火星的水去哪了？地表下广泛存在水冰成分

上图描述了火星上水库的形式。可以看出，有两个以火星地幔为代表的低δ D(低D/H比)和以火星大气成分为代表的高δ D(高D/H比)的大型水库。这里的d指的是氘，氢的同位素。然而，最新的研究提供的证据表明，火星上可能有第三个水体储层——δD性质是在火星地幔和火星大气之间。这些研究结果支持了火星上长期存在广泛埋藏的水冰层的理论，这可以解释火星上大部分水体下落的神秘。

根据美国国家航空航天局的网站，美国国家航空航天局和一个国际行星科学家小组在陨石中发现了证据，证明火星表面附近曾经有一个全球性的水或水冰水库。

尽管关于火星上水的起源、丰富度和历史仍有争议，但最新的研究将有助于科学家回答诸如“火星上的水在哪里？”科学家们继续研究这个星球的历史记录，试图了解它是如何从早期温暖潮湿的环境变成今天寒冷干燥的环境的。

在火星上发现水或水冰水库可能是我们理解火星气候历史的关键，甚至是火星上生命存在的潜在可能性。研究人员获得的结果已经发表在最近出版的地球和行星科学公报上。东京理工大学的Yoshiyuki Usui是这项研究的主要作者。他说:“以前对火星陨石的研究表明，存在第三个行星水库，但我们的最新数据显示，这样的水库还必须与各种火星样本相互作用。”他说:“在这项研究之前，没有直接证据表明这个地表水库或它与降落在地球上的火星陨石的相互作用。”

在这项研究工作中，来自东京理工学院、休斯顿美国月球和行星研究所、华盛顿卡内基科学研究所以及休斯顿约翰逊航天中心的美国航天局外星物质研究和探索科学部的研究人员分析了三颗火星陨石。

这些样品的分析结果表明，这些陨石中水的氢同位素组成不同于今天的火星地幔或火星大气。同位素指的是同一种元素，但其原子核中的中子数量不同。

围绕火星运行的探测器已经证实了火星表面存在水冰。科学家们还确信，火星上的一些地貌特征是由融化的地下水冰造成的。在这项研究中，研究小组使用不同年龄的陨石进行分析，发现在火星的整个地质历史中，埋藏在火星浅表面下的水冰基本上不受影响。

研究小组强调，这个近地表水库显示的氢同位素差异一定相当大，以免与火星大气达到同位素平衡。

这份最新研究论文的合著者、美国宇航局约翰逊航天中心的实验石油学家、美国宇航局好奇号探测车项目组成员约翰·琼斯说:“今天火星大气的氢同位素组成可以通过氢从火星大气快速逃逸到太空和大范围的冰升华过程来修正。”

好奇号对火星盖尔环形山的调查证实，在漫长的地质历史中，火星已经逐渐失去了它的水体。

该研究论文的合著者、卡内基科学研究所的宇宙学家科内尔·亚历山大说:“由于缺乏从火星返回的样本，这项研究强调了发现更多火星陨石的重要性，并利用不断改进的分析技术继续研究现有的陨石样本。”

在这项研究中，科学家分析并比较了在陨石玻璃中捕获的水与其他挥发物和氢同位素组成，这些挥发物和氢同位素组成可能是在陨石由于猛烈的火山爆发或撞击火星表面而从火星溅射出来时捕获并进入陨石玻璃的。

论文的另一位合著者，同样来自约翰逊航天中心的宇宙学家贾斯汀·西蒙说:“我们讨论了两种可能性。新发现的氢同位素储层代表了与沉积物互层的表层水冰成分或火星地壳顶部的水合岩石。他说:“两种可能性都存在，但是当使用更高含水量的假设进行计算时，将会发现结果显示与其他挥发物，尤其是氯，有些不相关，因此这可能表明水库可能以水冰的形式存在。"

通过对火星陨石的研究获得的信息，以及由发送到火星轨道或地面的无人探测器返回的大量数据，将为人类最终在2030年登陆火星铺平道路。