導語
2018年7月25日，歐洲航天局在“科學”雜誌上發表了一篇報告，根據火星快車探測器雷達回波的數據，正式證實了火星南極地區冰層和塵埃層下存在液態水湖泊。被無數科學家所預測的猜想，終於得到了證實，這顆離地球最近的紅色鄰居，這顆被無數人視為星際殖民首選目標的行星，終究沒能逃脫“灌水”的命運。
火星曾經擁有星體表面液態水早已是共識，通過環火衛星可以清晰的看到行星表面普遍存在大量乾涸的河谷網絡和巨大的河流通道，同樣火星表面著陸器和探測器也發現了只能在液態水存在下形成的礦物質，間接證明了火星甚至曾存在海洋。但是在這個星球46億年的歷史中氣候已經發生了巨大的變化，因為種種原因火星失去了保護液態水的稠密大氣層，大量水蒸發到太空中或以冰的形式存在於火星兩極，時至今日液態水已不可能在火星表面存在，因此科學家開始將目光轉移到地下。事實上早在15年前火星快車探測器獲得的早期觀測結果中便已發現，行星的兩極存在水冰混合物，且還被深埋在散佈著灰塵的岩石層下方。
現在的火星（左）和曾經的火星（右）
火星極地冰蓋底部存在液態水並非單純臆想，而是有著充足的理論支持的推斷。原因在於水的熔點會隨著壓力的增大而下降，正如地球上的冰山底部很容易形成液態水，使這些冰山脫落一樣，在火星兩極巨大的冰岩灰混合物的壓力下也非常有可能存在熔點大幅度降低的液態水。此外正如下大雪的時候環衛工人會撒鹽降低雪的熔點一樣，火星上含鹽量很高的土壤也會進一步降低水的熔點，使得水即使在低於冰點很多的溫度下依然能保持液態。
哈勃拍攝的火星北極冰蓋隨季節的變化
為了能在火星軌道上大面積探測可能的地下液態水，火星快車探測器上配備了名為MARSIS的雷達探測裝置。MARSIS是英文Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding的首字母簡寫，大致可譯為“火星先進地下和電離層探測雷達”，相比較可視光，波長更長的雷達波可以不被火星大氣中的塵埃所幹擾，更能直接穿透火星地表的土壤探測地下的構造。MARSIS採用的地面穿透式雷達通過向地面發送低頻雷達脈衝，並計算雷達波反射回探測器的不同時間以及具體強度，來繪製出地表下逐層的構造。由於不同物質的屬性會影響雷達波返回信號，通過對比發出信號和接收信號的變化，便可繪製出映射地下地形的高分辨率圖像。
MARSIS工作原理
以此原理為基礎，MARSIS在火星南極193°E, 81°S大約200千米寬由多層冰和塵埃組成的區域內，發現在沉積物下方深度約1.5千米，寬度約20千米的區域內出現特別“明亮”的雷達反射。考慮到層狀沉積物的組成和地表下的預期溫度分佈，在排除了其他所有可能後，ESA的科學家們認為這個明亮的區域為冰和穩定液體水的交界面，一個充滿飽和鹽顆粒沉積物的交界面。另外通過對MARSIS的雷達精度分析，得出該交界層至少有幾十釐米厚，不然不會被MARSIS的雷達所探測到，同時這也意味著更多更小的，無法被MARSIS探測到的液體水應該廣泛存在於火星兩極廣袤的冰層下。
雷達掃描區域相對冰川位置
所發現地下液態湖泊位置（圖中黑線圈出）
MARSIS得出的決定性數據，可以看到明顯的反射波強度增幅
火星存在液態水了，不過這意味著什麼呢？眾所周知液態水是生命存在的必要前提，而液態水的存在標誌著紅色星球終於過了生命誕生的第一關考核。當然這裡說的不是什麼火星異種或者變形金剛，而是類似地球上生命力最強大的生物——細菌 。這些佔據每個人身體質量1%-3%的生物有著超級頑強的生命力，在酷似火星兩極冰層的地球南極冰層下，在這個人類認為不可能存在生命的極端黑暗，極端嚴寒，完全沒有陽光照射的環境下，依然存在有大量細菌。在2017年Nature Geoscience雜誌便公佈在南極西部冰蓋下的湖泊中發現以吸食甲烷為生的細菌，而這只是冰山一角，龐大的湖泊中甚至可能有自己獨特的生態系統和食物鏈，生物頑強的適應能力遠超人類的想象。
同樣火星上的含鹽量極高的液態水也很適合嗜鹽菌，這些生活在諸如硫磺，死海和鹽礦晶體等極端鹽環境中的細菌很可能是地球上最古老的生命形態。正如其名，對於其他細菌來說致命的高鹽含量恰好是嗜鹽菌熱愛並繁殖的溫床。換句話說，曾經滿是海洋的火星非常有可能誕生過細菌，而後這些細菌非常有可能可以通過自身爆表的適應能力躲過火星氣候的變化，地表水的蒸發，並現如今存在於火星兩極冰層下含鹽量極高的液態水中，就比如這次發現的交界層。可以毫不誇張地說MARSIS的發現，為火星曾經存在乃止如今仍然存在生命提供了有力的旁證，讓人類距離第二次“創世紀”又近了一步。
嗯，差不多就是這樣的細菌
對於民眾來說火星這杯“鹽水”是新聞，但對於科學家來說這恐怕是科學研究的最好詮釋。作為MARSIS載體的火星快車探測器是2003年發射的，距今已經足足在火星軌道工作了接近15年，僅次於NASA的火星奧德賽號探測器。當火星快車從拜科努爾發射場升空時，恐怕沒有一個人會想到有朝一日這顆僅666千克的探測器會帶來如此重磅的科學發現。事實上本次的雷達數據是MARSIS在2012年5月至2015年12月之間獲得的，也就是說為灌這一杯“水”，處理分析龐大的數據用了整整2年半，也難怪歐洲航天局會興奮不已。借用星際穿越裡的一句話，科學家們不過是一群在無限重複同一個計算，並祈禱能成功一次的人罷了。
迄今為止人類所有火星探測器的統計圖
文末彩蛋，附送昨天的獵鷹9發射第七次銥星任務視頻，至此，二代銥星星座的部署已接近尾聲，一款火箭打齊一個星座的野望終於成真，銥星公司在二代銥星發射中進行了一次豪賭，公司並未購買發射保險 ，而用這些錢購買了10顆備用衛星（正好一次發射），現在星座部署即將結束，發射保險一分沒交，星座如期完成，10顆備份星留在地面以備不時之需，和SpaceX一起可謂雙贏局面；不僅如此，有人在推特上詢問銥星負責人Matt Desch將8次發射合同交由SpaceX的是不是為公司大概能節省了3.2億美元？（每次省4000萬）負責人Matt Desch的回答是——“It was more than that.”。
其實火星有液態水這個新聞最大的收益者搞不好就是SpaceX！
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