火星表面发现液态水，到底意味着什么？

这个湖泊直径至少20公里，科学家分析为什么寒冷的火星冰层下方还会有液态的水存在呢？经过对探测器数据分析，液态湖泊水中含有大量的钙、镁与极其丰富的盐物质，极其高的盐浓度降低了湖泊水的冰点，所以湖泊水才得以以液态存在。

这无疑是一个重磅发现。

一直以来都在探索着火星是一个怎样的星球，前不久NASA的好奇号火星探测器发现了在火星表面具有30亿年历史的沉积岩石层中的有机分子，现在又在极地冰层下发现了流动的液态水。

这都在表明着火星曾经的环境，也与地球一样，拥有海洋，布满湖泊，适宜生命生存，而现在呢，环境的巨变导致它成为了一颗红色“荒漠”星球，毫无生机。不过，这次可喜的发现将为今后的火星深度探索以及火星殖民打下基础。

一枚游戏科幻迷

美国宇航局在火星上最大的发现就是找到了液态水的证据，而且现在火星上还有液态水，只不过是季节性的。火星表面水的存在其实很早就已经被发现了，只是最开始被发现的水是以固体形态存在的水冰。火星的极地有冰冠的存在，其大小会随季节变化而相应改变，冰冠表面覆盖着一层干冰，这也是火星水资源的来源。

同时，火星的地表以下也存在着地下冰永冻土。事实上，根据现今的研究，太阳系内的天体中，只有太阳和金星上没有水的存在（金星的温度过高，以至于水分子分解）。2015年，NASA在各项研究数据的基础上声明，此前在火星表面一些陨坑上观察到的部分条纹可能与其地表间歇性出现的液态水有所关联。即，火星表面极可能有液态水的存在。事实上，虽然现在的火星干燥而寒冷，但科学家在火星上发现了类似干涸的河道的地形，说明以前的火星上很可能存在稳定的液态水。火星的地形、季节变化等与地球较为相似，一些科学家认为，早期的火星可能十分适合生命的生存，对火星的探索也在不断推进。

如果火星上有液态水，那么就说明生命可能已经存在于火星，这也是美国宇航局在火星上探索的原因，不然一辆价值25亿美元的好奇号就没有意义了。预计在2018年，美国宇航局还会发射一辆火星车，进一步研究火星宜居环境，并为找到生命直接证据奠定基础。

川陀太空

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。

DeepTech深科技

《科学》杂志在7月25日报道了火星上发现液态水。科学家根据雷达回波判断在火星南极的冰盖存在液态水湖，这个水湖深度在冰面下面约1英里处，跨度达12英里，是大约1米深的咸水湖。

这是人类首次发现火星上具有液态水，如果冰层下的神秘物质真的是液态水。那跟随的问题就是有了水，火星上生命吗？

生命意味着水，但有水也不一定就有生命。但我们还是要保持乐观，在历史上火星表面也有液态河流湖泊的存在，但后来随着气候而干涸。表面的液态水消失以后，现在火星只有极地地域才保留有冰盖。但这次发现，在冰盖之下的深处还有可能有大量液态水的存在。

如果火星上曾经有生命存在，那么这些生命有可能在火星表面恶劣的环境下消亡，但也有可能保存在类似的地下水湖中，毕竟地下是个很好的藏身之处。

量子实验室

根据意大利航天局意大利研究人员周三在《科学》杂志上发表的一项新研究，火星南极冰盖下方的雷达探测到了液态湖。火星高级雷达用于地下和电离层探测仪器（也称为MARSIS）在欧洲航天局的火星快车航天器上收集了证据。

2012年5月至2015年12月期间，MARSIS用于调查位于火星南部冰盖的Planum Australe地区。它通过地面和极地冰帽发送雷达脉冲，并测量无线电波反射回火星快车。

这些脉冲反射了29组雷达样本，这些样本在距离地面近一英里的地方创建了一个信号急剧变化的地图。它横跨大约12.5英里，看起来非常类似于地球上格陵兰岛和南极冰盖下面的湖泊。雷达反射了该特征的亮度，表明它是水。

“我们将此特征解释为火星上稳定的液态水体，”作者在研究中写道。

该研究的作者排除了这种亮度的任何其他原因。

以前，有一些关于火星上存在的水的猜测，比如在凤凰号着陆器上凝结的水滴，或者是火星斜坡上反复出现的斜坡线的可能原因。但研究人员说，到目前为止还没有证据表明水体稳定。然而，31年前的一项研究首次假设火星极地基地存在液态水。

鉴于其位于极地冰盖下方，预计水将低于水的冰点。但是已经在火星上发现的镁，钙和钠等盐类可以帮助水形成盐水，从而降低熔点，使湖泊保持液态。

就像我们地球自己的冰盖一样，极地冰盖根据气候变化，可以记录一些过去锁发生的事情的档案，了解这些知识可以揭示火星的气候历史。

cnBeta

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。

太空伊卡洛斯

火星表面并没有发现液态水，只有液态水流动过留下的痕迹，说明火星上以前存在过液态水。仅此而已。

火星的两级是有大量固态水存在的，这点首先要明确。只要一个星球表面有常年低于0度的地方，彗星撞到该星球就会留下固态水。而留下液态水的条件相对就苛刻了许多，首先是星球表面温度需在0到100度之间(随大气压不同略有改变)，这就要求该星球处于宜居带上，火星是满足这一条件的;第二，该星球必须有地磁场来抵御太阳风，否则液态水会被蒸发。

火星处于太阳系宜居带，但是没有形成地磁场，因此表面没有液态水。地磁场形成的条件是星球必须足够大，地核需要足够的压强形成流动的液态金属，火星太小，未能形成液态核心，因此没有地磁。

但是为什么火星上有液态水流动过的痕迹呢？科学家猜测在很久很久以前，火星大小比现在大很多，那时候是有地磁的，火星和地球一样，也是水资源丰富的蓝色星球。但是火星处于地球外围，接近小行星带，可能是受到了小行星的撞击，星球的一部分被撞得脱离了主体，只留下了现在这样大小的一部分，内核也因压强不够而冷凝，再也无法承载液态水。

脆脆牛

发现水是否意味着火星上一定会存在生命物质呢?不能绝对地说有水就一定会存在生命,但是水是生命存在的必要条件.可以说,火星上存在生命物质是有可能的,并且可能性很大.因此,发现火星上有水对人类对于火星的科学探测也是一个极大的鼓舞.

那么细的腿那么大的肚

以前火星在地球轨道上，有水有文明。受太阳引力，进入了非宜-居轨道。地球同样受引力从寒冷区进入宜居轨道，也诞生了文明。所有太阳糸行星终将被吸入太阳，作为太阳能源补充。太阳消耗完所有行星，才逐步变为红倭巨星，才变为超新星或黑洞。

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水在宇宙中普遍存在的。如慧星主要成份是水的固体一冰。土卫二上也有大量的水。在在生命体条件是有充足的氧气，0一丨00度之间的水，有大气层保护。火星上气候恶劣，沙尘漠天目前壮态不适于生命生存，将来经过科学家改造或许适合人类居住。

關鍵字: 液态水 火星探测 科学