火星發現地下冰窖有助了解火星氣候歷史

　　科學家在火星陡峭的懸崖上發現了厚厚的冰。

　　本報訊 十多年來，亞利桑那州弗拉格斯市美國地質調查局的地質學家Colin Dundas每天都有一項例行工作——檢查火星勘測軌道飛行器（MRO）每天傳回的幾十張高分辨率的圖像。幾年前，在這顆星球銹色外表下突然出現了一些令人驚訝的東西：一片淡淡的藍色。

　　Dundas當時看到的，以及隨后在其他7個地點發現的是一些陡峭的懸崖，它們厚達100米，暴露出了幾乎是純冰的狀態。這一發現表明，在火星維度較低的地區，大量地下冰埋藏在距離火星表面只有一到兩米深的地方。

　　Dundas說：“這種冰比以前認為的更為廣泛。”他和合著者在最新出版的《科學》雜志上描述了這一發現。

　　每一處懸崖似乎都是冰川的一個光面，這讓科學家們推測，過去的火星氣候曾形成了一個層疊的記錄，他們同時認為，這一發現為未來的人類基地提供了潛在的資源。

　　在火星上發現冰并不是什么新鮮事。冰覆蓋了火星的兩極，同時MRO上的雷達還探測到了遍布火星中部的厚厚的冰層特征。一些研究人員認為，這些沉積物可能是數百萬年前存在的冰川遺跡，當時火星的自旋軸和軌道是不同的。但是，冰的深度以及它是以相對純的冰層存在，還是被凍結在火星土壤的顆粒中，都是不確定的。

　　10年前，研究人員使用MRO發現了一條相關的線索——在新隕石撞擊形成的小隕石坑的底部似乎是純冰的池子。但目前還不清楚這些凍結的冰池是否與埋在地下的冰川相連，還是僅僅為被隔離的小塊。在冰崖上，Dundas和他的團隊可以看到冰川的橫截面，并且他們耐心地重新審視著這些地方，看看它們是如何隨時間改變的。

　　研究人員發現，冰在火星夏天一直存在，而此時任何短暫的冰霜都會蒸發。去年，MRO發現了幾顆大卵石從一個懸崖上滾落，這表明逐漸侵蝕的過程使它們從一個巨大的冰沉積物中被釋放出來。這項研究的合著者Ali Bramson說，顯然，近表面的冰和巨大的地下沉積物是一樣的。他是圖森市亞利桑那大學的一名研究生。他說：“這種深、厚、純的冰幾乎一直延伸到火星表面。”

　　條紋和微妙變化的藍色陰影暗示著冰層的堆積。法國南特大學行星地質學家Susan Conway說，這意味著在過去的一個氣候周期中，這些沉積物在許多季節里堆積起來，形成了一層一層的雪。然后，風把冰蓋埋進了沙礫中。“這是唯一合理的解釋。”她說。

　　由于這些地方的表面鮮有隕石坑，研究人員提出，這些地下水冰是相對較近的時期形成的。此外，它們還提供了關于火星氣候歷史的線索。

　　加州斯坦福大學空間科學家G. Scott Hubbard說，從這些沉積物中取出一個核，然后帶回地球，將為地質學家提供關于火星氣候的寶貴信息。他說：“這個保存下來的記錄非常重要，它可以帶我們回到過去。”

　　研究人員猜測，數百萬年來，火星的自轉軸傾角和軌道發生了變化，之前的氣候條件曾適合積雪在中緯度地區大量堆積，最終形成如今的淺層地下水冰。

　　由于這些淺層水冰距離火星地表僅有一兩米的距離，參與研究的科學家在一份聲明中說：“大體上，宇航員只要拎著桶和鏟子去那里，水的需求就全解決了。”

　　然而這些懸崖都是在南緯或北緯大約55度的地區發現的，這片區域寒冷而黑暗，無法成為建立由太陽能驅動的人類基地的候選區域。由于這個原因，美國宇航局（NASA）的研究僅限于赤道附近的地點。現在，Hubbard想要NASA的人類探索計劃去尋找接近赤道的類似懸崖。“分界點是什么？”他問道。他希望下一個驚喜將是更接近火星熱帶地區的冰。

　　包括美國在內的多個國家對火星感興趣。去年12月，美國總統特朗普簽署第一份太空政策指令，宣布美國宇航員將重返月球并最終前往火星。

　　目前NASA于2001年發射的“奧德賽”和2005年發射的MRO依然在環繞火星運轉。此外，美國2003年發射的“機遇”號火星車和2011年發射的“好奇”號火星車也在火星表面上工作。