百科：火星上發(fā)現液態(tài)水

美國國家航空航天局（ NASA）近日在火星上首次發(fā)現了存在液態(tài)水的證據。火星勘測軌道飛行器（MRO）傳回的數據顯示，火星的山脊上布滿(mǎn)深色、狹窄、從陡峭山坡上延伸而下的“季節性斜坡紋線(xiàn)”，屬于循環(huán)坡線(xiàn)，MRO配置的光譜儀顯示這些黑色條紋上存在部分水合物，這也成為了科學(xué)家們斷定火星上存在液態(tài)水的證據。那么，火星上發(fā)現液態(tài)水有何意義？美國航空航天局為什么把火星液態(tài)水稱(chēng)為重大科學(xué)發(fā)現？
　　火星上為什么可以存在液態(tài)水？
　　火星的大氣十分稀薄，密度不到地球大氣的1%，主要成分包括二氧化碳（95.3%）、氮氣（2.7%）、氬氣（1.6%）、氧氣（0.15%）和水蒸氣（0.03%），大氣氣壓只有500～700帕，約等于一個(gè)標準大氣壓的二百分之一。火星表面溫度通常極其寒冷，根據“探路者”衛星探測火星大氣的結果顯示，火星白天平均溫度為-13.3℃，夜晚平均溫度為-76.1℃，在極端情況下，晝夜溫差可相差100多攝氏度。水的熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）與大氣壓、水的含鹽度有關(guān)，在一個(gè)標準大氣壓下，純水的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)約為0℃，在其他條件下則各異。此外，美國航空航天局發(fā)現火星液態(tài)水中含有大量高氯酸鹽以及氯酸鹽，含有高氯酸鹽的咸水使得火星水（實(shí)際上是鹽溶液）的熔點(diǎn)比純水低，這就使得火星上的冰并不需要達到0℃就能融化。因此在一定程度內，氯酸鹽的濃度越高，火星上冰的熔點(diǎn)就越低，越能在更低溫度下呈現液態(tài)。
　　火星上的水能孕育生命嗎？
　　科學(xué)家認為水是生命之源，水的發(fā)現，讓人們對火星可能存在生命產(chǎn)生更多聯(lián)想。
　　人類(lèi)最古老的問(wèn)題之一就是：宇宙中只有我們嗎？但這個(gè)問(wèn)題到現在還沒(méi)有人能回答。火星是太陽(yáng)系中最像地球的星球，科學(xué)家向其發(fā)射了多個(gè)繞軌探測器和火星車(chē)，但此前只是在極地找到了水的固態(tài)形式——冰，以及火星幾十億年前也曾擁有海洋、湖泊乃至雪山的證據。現在人們終于發(fā)現在火星赤道附近也時(shí)不時(shí)有著(zhù)液態(tài)水流動(dòng)。
　　“跟著(zhù)水走”，一直是科學(xué)家探索其他世界的重要法則。依據人類(lèi)現有的認知，在地球上有水的地方，幾乎就會(huì )有生命存在。現在火星發(fā)現了液態(tài)水，這能證明火星上一定有生命嗎？美國航空航天局指出，火星生命更有可能是微生物，而這些微生物或許不會(huì )生活在液態(tài)水的附近。此次成果發(fā)布會(huì )上展示的火星液態(tài)水正是高氯酸鹽為主的鹵水。含有高氯酸鹽的水在地球上是對生命不利的，它會(huì )將大部分微生物殺死。可能只有某些特殊的細菌才能在這種環(huán)境中存活。在火星地表，生命不可能存在的原因，除了溫差變化，還有致命的射線(xiàn)攻擊。但火星表面與眾不同的“坑鏈”現象卻帶來(lái)另一種可能——火星地表下的一些天然隧道可以為生命提供一個(gè)“避難所”。
　　火星上發(fā)現液態(tài)水有何重大意義？
　　至少以目前這種狀態(tài)，火星上的水是沒(méi)法飲用的。不過(guò)，液態(tài)水的發(fā)現將極大地拓展人類(lèi)將來(lái)的火星行動(dòng)。液態(tài)水的存在，意味著(zhù)它可供未來(lái)登陸火星的人類(lèi)使用。美國航空航天局現在的工作重心就是，在本世紀30年代把宇航員送上火星。如果火星上沒(méi)有水，那么就要用宇宙飛船運送，其代價(jià)之高昂可以想象。但有了液態(tài)水，就可以用它來(lái)分解出氧氣，所以它也解決了人類(lèi)吸氧的供應問(wèn)題。甚至，水分解成的氧氣和氫氣可作為火箭燃料。即便火星上短期內無(wú)法住人，液態(tài)水的發(fā)現也為更遠的星際航行提供了可能。科學(xué)家表示：未來(lái)我們可以從水包含的氫和氧中直接提取燃料，而火星因此能成為一個(gè)補給站。總之，火星有液態(tài)水，將降低未來(lái)探索任務(wù)的成本，增加人類(lèi)在這個(gè)紅色星球上活動(dòng)的“彈性”。
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　　未來(lái)有望在火星上種植蔬菜水果
　　據國外媒體報道，宇航員可能在國際空間站種植培育生菜，但是未來(lái)生活在火星的宇航員將需要更多高熱量食物才能生存下來(lái)。目前，科學(xué)家研制出一種水栽培育系統，能夠在惡劣條件下種植蕃薯和草莓，未來(lái)有望在火星上種植蔬菜水果，有效保證宇航員的食物來(lái)源。
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　　火星隕石發(fā)現生命的證據
　　林楊挺帶領(lǐng)的團隊2013年在一塊拇指大、重約6克的灰黑色火星隕石中，發(fā)現了10多顆比頭發(fā)絲的十分之一還要細小的、成分類(lèi)似于煤的碳顆粒，并證明了這種碳顆粒是有機物質(zhì)，而且認為這種有機物質(zhì)有可能是生物形成的。這一發(fā)現成為火星可能曾有生命的證據。此外，林楊挺的研究團隊在一年前通過(guò)研究中國在南極格羅夫山發(fā)現的一塊火星隕石認為，在大約2億年前，火星上還存在地下水的活動(dòng)，并可持續長(cháng)達25萬(wàn)年之久。
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　　人類(lèi)探測火星的理由
　　1996年，著(zhù)名天文學(xué)家卡爾·薩根在應美國航空航天局要求而寫(xiě)的報告中列舉了探測火星的理由：
　　1.火星是地球上人類(lèi)可以探索的距離較近的行星之一。
　　2.大約40億年以前，火星與地球氣候相似， 也有河流、湖泊甚至可能還有海洋，未知的原因使得火星變成今天這個(gè)模樣。探索火星氣候變化的原因， 對保護地球的氣候條件具有重大意義。
　　3.火星有一個(gè)巨大的臭氧洞，太陽(yáng)紫外線(xiàn)沒(méi)遮攔地照射到火星上。可能這就是海盜1號、海盜2號探測器未能找到有機分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧層一旦消失對地球的極端后果。
　　4.在火星上尋找歷史上曾經(jīng)有過(guò)的生命的化石， 這是行星探測中最激動(dòng)人心的目的之一，如果找到， 就意味著(zhù)只要條件許可，生命就能在宇宙中行星上崛起。
　　5.查明今日火星上有無(wú)綠洲，綠洲上有無(wú)生命以及生命存在的形式類(lèi)型。
　　6.火星探測是許多新技術(shù)的試驗場(chǎng)地， 這些技術(shù)包括大氣制動(dòng)利用火星資源產(chǎn)生氧化劑、燃料返程用遙控自動(dòng)儀和取樣遠程通訊等。
　　7.雖然南極隕石提供了火星上少數未知地域的樣本，但只有空間探測才能窺其全貌。
　　8.從長(cháng)期來(lái)看， 火星是一個(gè)可供人們移居的星球。
　　9.由于歷史的原因，公眾對火星探測的支持、共鳴是任何其他空間探測對象難以相比的，火星探測是進(jìn)行國際合作的理想項目。
　　【責任編輯】蒲 暉