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火星表面发现液态水,到底意味着什么?
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NASA在火星表面发现了液态水,这就暗示火星现在可能还支持生命的存在。同时也意味着火星的地表之下可能还有大量的水源,乃至液态水,那么我们在火星上找到存在生命的可能性就增加。未来人类登陆火星建立居住地时,我们可以从火星上直接获取许多关键的资源。火星上液态水也说明一个问题,如果参考地球生命的诞生过程,那么是否也意味着火星现在就有生命?
季节性的液态水能够出现,火星生命可能就在表面之下。因为火星表面上的温差变化太大,无法让微生物之类的存活,但是在火星表面下方,就可以有一个很稳定的环境。如果这时候还有液态水的滋润,那么火星上出现生命的概率将大大增加。别忘了,火星依然是一颗曾经拥有过液态水海洋的天体,我们在火星上发现了证明其拥有海洋的证据。机遇号发现过,好奇号发现过,这都足够说明火星很特别,特别到今天仍然可能有生命存在。火星地表下的环境还能屏蔽宇宙射线,有利于火星生命的生存。
当然这里说的火星生命不是高级、智慧、复杂的生命体,而是简单的微生物之类的,即便是化石存在,都会让美国宇航局兴奋不已。好奇号的任务就是寻找火星生命,不过没有对火星进行钻探,美国宇航局下一辆火星车就准备钻探火星,对地下进行钻探,看看是否有生命存在。
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根据发表在 7 月 25 日《Science》的一篇文章,科学家首次确认,南极的冰川下面存在直径约20公里的大面积水域,这也是首个在这个“红色星球”上发现的湖。
科学家通过使用雷达从轨道上探测到了这个水域的存在,而且它很可能十分寒冷,并且含盐度极高,这也就意味着,它似乎不太可能有常规意义上的生命形态存在。
但是!这个重磅发现无疑会激发我们对火星更深层次的探索,无论是火星的生命存在、地质结构还是人类移民火星进程,都很有可能因此次发现翻开新的一页。
数十年来,人类一直认为水仅以气态和固态的形式存在于火星上。虽然近几年有证据间接表明火星上或许存在着季节性的液态水,但我们始终未能收集到决定性的观测证据。直到这一次,意大利航天局带来了他们在火星上找到液态水的研究成果。
根据意大利航天局的说法,他们在火星南极附近冰层下一英里处探测到大量稳定的液态水体。在探测中立了大功的探测设备是一种高级火星雷达,可用于探测地下和电离层结构,代号为“MARSIS”(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument)。
图 | 火星南极高原。图中黑框内是本次研究区域。
此次的研究始于 2012 年 5 月,当时的软件升级使 MARSIS 能够获得更详细的数据。
具体而言,MARSIS 会向火星发射低频电磁脉冲,其中的一些脉冲会与火星表面及其下方的特征相互作用,并反射回 MARSIS,为科学家提供有关火星地质结构的信息。
虽然用 MARSIS 研究火星的极地区域听上去很简单(将仪器对准冰面,分析反射回的信号),但事实并非如此,因为 MARSIS 依赖于火星特快号探测器的行动,但探测器在特定极地地区(PlanumAustrale,Orosei 团队的重点调查地区)停留的时间极短。这意味着研究人员只能定期对该地区进行探测,而由于研究需要多次收集数据,团队需要花上数年时间才能清楚地了解该地区冰层下方是否存在着其他东西。
图 | 特快号火星探测器
在 2012 年到2015 年期间,Orosei 的团队在大约 3 年半的时间里对火星的南极区域进行了总共 29 次探测,而数据分析的结果表明,雷达信号中存在着明显的异常。
该异常位于冰层下方约一英里处,宽约 12 英里,深数英尺的一片区域,由该区域反射回的信号与其他区域相比尤其强烈,十分罕见。
从之前对地球冰下湖泊的分析中科学家们可以得知,水比岩石或沉淀物对雷达的反射能力更强。而这个位于火星南极地带的区域的雷达信号与地球上的冰下湖泊非常类似。
研究人员也试图为这种强烈的反射寻找其他的可能性,例如,冰盖上方或下方有一层冰冻二氧化碳,或许也能造成类似的现象,但研究人员认为,这种解释或其他任何解释都不如液态水的存在更符合当前的观测。
不过,正如绝大多数的科学发现一样,此次成果仍有许多问题尚待回答。
比如说,在冰川之下负几十度的温度中,水是如何保持液态的?
对于这个问题,Orosei 团队给出的解释是,可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐溶解到了水中,降低了水的凝固点。
图 | 论文第一作者 Roberto Orosei
但高含量的盐和零下几十度的温度对任何试图在那里生活的微生物来说都不是什么好兆头。“如果火星的生命和地球的生命类似,这里对它们来说太冷太咸了。
还有一个问题是:未来,MARSIS 和其他航天器还能否在火星南部冰盖下方探测到更多液态水?
Orosei 认为,如果这个湖泊是唯一一处液态水库,则意味着现在的发现是一次奇怪的偶然,可能是地壳中一些不规则的热特性导致的。但是如果火星上有不止一个冰下湖泊,人类对火星的探索将发生重大改变。
比如说,如果人类能发现更多冰下湖,那就意味着火星上满足湖泊产生条件的地方不是那么的少见。当这些满足条件的地方在火星漫长的历史中得以保持,那么火星上的地下液态水或许能帮助我们了解火星早期的环境。
2. 发现生命的可能性是不是更大了?
好像说到水,就总会让人想到生命。但似乎各方专家对火星上冰下湖的高浓度盐环境并不看好。那么,这是不是就意味着生物存在的可能性几乎没有了?
对于普通的生物而言,高浓度的盐造成了环境的高渗透压,可导致细胞渗透失水进而让生物死亡。但许多人有所不知的是,就在地球上,有一群生物在极高盐度的环境中生活,已经进化出了对付这些高浓度盐的“十八般武艺”。
海洋科学家最近就发现,地球多处海域中分布着深海盐湖。这些盐湖与普通海水之间有着清晰可见的分界,其盐浓度可达普通海水的 5 倍,这一浓度对普通海洋动物来说是致命的。
但在这些深海盐湖中,科学家发现了生命。
(去年国家地理的纪录片《蓝色星球》截图)
其中,微生物可通过化能合成作用加工洋底渗漏的甲烷,而盐池中的细菌与生活在湖边的贻贝存在共生关系。这些生命与我们通常熟悉的生命不同,它们不依赖阳光也不畏惧对普通生命来讲的超高浓度盐分。
从兼性嗜盐生物、中度嗜盐生物到极端嗜盐生物,地球上存在着适应不同浓度盐含量的生命。其中,极端嗜盐生物,即耐受 15% 以上氯化钠浓度的微生物,常具有独特的细胞膜结构,一些嗜盐古菌甚至具有独特的紫膜结构,可通过捕获光能将质子移除出细胞,并将得到的质子梯度转化为化学能。
这些在高盐度环境中存活的生命主要采取两种不同的策略来防止其细胞质的渗透作用导致的脱水。第一种方式是将有机化合物积聚在细胞质中,这些物质称为相容性溶质,可作为渗透保护剂防止细胞质渗透失水。最常见的相容性溶质包括氨基酸、糖、多元醇等。而第二种方式则更为激进,通过让钾离子选择性地进入细胞来提高细胞内渗透压。大多数古菌、酵母菌、藻类和真菌采取第一类方式,而少数中度嗜盐微生物则采取第二类方式。
而这些嗜盐微生物可以使用各种能源。它们可以是需氧的也可以是厌氧的,可以通过光合、发酵、硫酸盐还原等多种方式获取能量。
或许在火星冰下湖中,也存在着类似的生命,等待着科学家们发现。
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问题:火星表面发现液态水,到底意味着什么?
火星表面没有发现液态水,火星存不存在液态水尚无定论。
所谓火星表面发现液态水是一个噱头,这个说法来源于2015年2月25日世界著名的《科学》杂志公布的一个消息:欧洲航天局的“火星快车号”探测器,这个探测器已经在火星轨道工作了十几年,它在火星南极冰盖下1.5公里处,发现一个直径约20公里的液态淡水湖泊。
这似乎是一个惊天发现,但这个发现至目前为止还只是一个经过数据分析的猜测。这个猜测的主要依据是,“火星快车号”轨道器搭载了一款叫“MARSIS”的高级雷达,这个雷达通过向火星发射无线电脉冲并侦听反射波,这些电波渗透到火星冰层下3公里深处,有些在地表反射回来,有些在深处反射回来,在通过不同层次地质的不同结构时,接收到的反射电波回波会有差异。
MARSIS的管控科学家们在分析这些回波时,发现一些与岩石完全不一样的回波,这些回波很明亮,由此可以认为,在火星南极圈的地表下,不但存在岩石,还有其他的东西。进一步研究证明,这些亮斑处的介电常数高于火星上任何其他地方,且与地球上的冰下湖泊相当,由此科学家们认为,这可能是一层地下液态水。
由此即便火星有水,也是在地层深处。
MARSIS首席研究员、意大利科学家罗伯托·奥罗塞伊说:火星上发现的地下水,目前无法测量其厚度,但至少不是一层薄膜。这就是所谓火星地表发现液态水的风头来源,但事实上并非如此,只是在火星南极冰盖下面1.5公里深处,可能存在着一个20公里直径的液态水湖泊。
即便这种火星地下液态水,也还只是一个猜测。同样是MARSIS团队的另一位学术带头人,NASA喷气推进实验室的科学家杰弗里·普拉特就表示了不同看法,他说:这种解释似乎合情合理,但并非完美无缺。
如果最终证实这个发现是真实的,虽然这液态水没有在火星地表,但对人类几十年探索发现来看,依然是一个重大突破,具有里程碑意义。因为此前的研究结果认为这个红色星球只存在地下冰冻水,如果真的存在液态水,是除了地球外在八大行星中首次发现,这或许对火星生命的寻找带来更多的可能性。
仅此而已,但并不意味着一定就有生命。
生命生成的条件极其苛刻和偶然,并不一定有水的存在生命就一定会出现。在我们太阳系,目前还只发现地球上有生命存在,而在太阳系有水的星球有很多。地球水储量在太阳系十多个富水星球中,只排在倒数第三。
天王星、海王星、土星、木卫三、土卫六、木卫四、海卫一、冥王星、木卫二都被认为比地球储水量大多了,有的大出数十倍。如天王星中的水、氨、甲烷等混合冰总量可能相当13个地球质量,其中水冰当然也大于几个地球质量;而土星环的冰溶解就会大大超过地球储水总量。
这些水大部分是以冰冻状态存在,但也有不少星球可能存在地下海洋,如土卫六、木卫二等卫星,在厚厚的冰壳下面,都有可能存在比地球海洋深得多的地下海洋。虽然科学家们认为这两个星球上很可能存在生命,但迄今并没有得到证实。
而火星和金星,在远古时代都可能存在液态水。
一些科学家坚信,在遥远的远古时期,金星和火星上都存在大量的液态水,甚至是碧波荡漾江河横流,但并没有孕育出生命。这就说明生命并不仅仅因为有水的存在就会出现,地球生命的出现并进化到今天多姿多彩,有着十分复杂的因素。
因此即便在火星冰壳下面深处,有那么一个小小的湖泊,也不一定存在生命。何况据模型推测,这个湖水是一个高浓度盐水,处于-74℃而不冻。这是一种多高浓度的盐卤水啊,要知道饱和盐水的冰点在-23℃左右,这种卤水竟达-74℃而不冻,很可能是一种浆糊状,完全不具备生命存在的条件。
因此本题目是一个伪问题,从科学角度来说,并没有发现火星表面存在液态水,更不意味着生命的存在。就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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我自己猜想一下,火星上应该没有任何生命才正常,适合生命存在的环境应该在火星上从没有形成过。生命是需要物质基础转换的,得显然,火星上不存在物质转换的条件,也就出现不了生命出现的必备条件 。因此,即便发现液态的水,(而且还这么少)火星上也无法形成基础生命的起源条件。但是请不要悲观,这个不是结局,这对地球人来说就是机会,人类的生物科学家应该知道地球生物大致上是如何形成的,或许还能模仿仿造生物的环境转换。人类可以制造或者创造火星生命,人为改造火星,说不种能创造一个火星文明。地球生命起源应该是先有微生物,人类可以模仿火星上的真实环境移裁地球生物,当这些微生物适应了高仿的火星环境之后,在移植在有液态水的某个火星地块上,这样火星上就有低级生物了。有了转换,有了代谢,就会有循环的生命在火星上延续,随着未来人类频繁的造访火星,说不准未来的火星被人为改造的易与居住都是有可能的。当然这需要的时间太长,说不准需要几百年上千年都说不准,成功的可能也是有的,只需要找到所有生物转换的起源生物人类就可以在火星上种植生命了。在地球上,水是所有生物之源,但在环境恶劣的火星上并不意味着也是如此。大家都看到了,火星的水储量相对地球而言太少,根本就不具备生命的起源条件。但是地球的生物都具有适应环境的进化能力,这就为人类改造火星提供了可。以上就是咱业余爱好胡侃而来的,专业人士不要笑话,[呲牙][呲牙][呲牙]谢谢。
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火星上如果果有液态水存在,证明火星上有氧气的存在。按理说有氧气存在就适合生物生存,有生物存在的地方就会有食物链,有食物链就可以让人类生存。现在只证明有液态水,却还未证明有其它生物存在,这还有待科学家进一步研究和探索。