12月1日，歐洲空間局在巴黎總部召開的新聞發(fā)布會(huì)上宣布，科學(xué)家們對(duì)“火星快車”探測(cè)器傳回地面的數(shù)據(jù)資料所作的最新研究發(fā)現(xiàn)，火星確實(shí)存有大量的水。這是人類自20世紀(jì)60年代以來在探測(cè)這個(gè)地球外鄰星的征途上取得的一項(xiàng)重要成果，對(duì)以后發(fā)射航天器考察火星和未來送人登陸火星都有重大意義。
先進(jìn)雷達(dá)提供證據(jù)
用航天器探測(cè)火星，賦予其重要任務(wù)之一就是尋找火星水。為此，歐空局的“火星快車”探測(cè)器攜帶的七種科學(xué)儀器中，有五種是用來找水的。其中的可見光與紅外礦物測(cè)繪光譜儀OMEGA、行星傅立葉光譜儀PFS、紫外與紅外大氣光譜儀SPICAM和高能電性原子分析儀ASPERA四種儀器是用光譜學(xué)的方法探測(cè)水的，它們同美國的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)一樣，只能提供間接證據(jù)，且難于了解地表以下的情況。唯獨(dú)其裝備的火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)MARSIS性能不同，可以穿透到火星地表以下幾公里的地方，至少能探測(cè)出地下1公里內(nèi)的物體。
火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)的主要目標(biāo)是研究火星的地下分層結(jié)構(gòu)和火星大氣中的電離層，重點(diǎn)是找到地下水的位置及含量。它采用0.1-5.4兆赫的頻率向火星發(fā)射功率最高達(dá)100瓦的射電脈沖，脈沖寬度為91.4微秒?；鹦请婋x層、地表以及地下不同層次的結(jié)構(gòu)均會(huì)以不同方式反射電波，因此通過對(duì)其收到的回波的分析，可以分辨出各個(gè)層結(jié)的特性及主要成分，如巖石、砂礫、干冰、水冰等。電波的穿透深度亦取決于火星地下成分。這種探測(cè)方法的水平分辨率為13.71公里，垂直分辨率可達(dá)百米級(jí)。由于水對(duì)電波的吸收極強(qiáng)，如果火星地下存在著水，科學(xué)家們就能從回波的突然減弱中判讀出來。
實(shí)際上，該種技術(shù)已在地球上多次使用，其探測(cè)結(jié)果也均已被實(shí)踐所證實(shí)。日前，“火星快車”已在火星上空250公里至800公里高度上用這種雷達(dá)對(duì)火星地下1公里深處進(jìn)行了探測(cè)，并將獲得的回波數(shù)據(jù)資料以無線電信號(hào)發(fā)回了地球。歐空局的專家們正是在研究分析了這些資料以后，才得出了火星上確實(shí)存在著水的結(jié)論。
既有流動(dòng)水也有冰層
德國天文學(xué)家拉夫•陶曼稱，有證據(jù)顯示，火星上曾有大量的冰在激烈的火山噴發(fā)中融化成水，并儲(chǔ)存在火星地表深層，相信有90%的流動(dòng)水是在地表下面掩藏的。歐空局火星項(xiàng)目分析專家米歇爾•康亦指出，在火星赤道附近也發(fā)現(xiàn)了冰的痕跡，痕跡長度達(dá)200公里。還有的報(bào)道稱，火星表面存在大片水域，面積可達(dá)直徑250公里。
此外，在火星北極地區(qū)的地層表面下約1公里的地方還發(fā)現(xiàn)存在著冰凍層，且冰凍層中固態(tài)水的純潔度相當(dāng)高，只有2%的雜質(zhì)，幾乎可以稱得上是真正意義上的“純凈水”。負(fù)責(zé)研制和管理火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)的意大利科學(xué)家皮卡迪教授說，從已發(fā)現(xiàn)的這個(gè)冰凍層再往下，是與固態(tài)水凍結(jié)在一起的泥沙層，形狀猶如水泥，而冰凍層內(nèi)部的溫度大概低于零下33攝氏度。
其實(shí)，自2003年12月24日開始環(huán)繞火星運(yùn)行以來，“火星快車”上的其它科學(xué)儀器早就發(fā)現(xiàn)火星擁有冰凍水。早在2004年1月23日，歐空局就發(fā)布公告稱，“火星快車”儀器對(duì)火星南極上空水蒸氣分子進(jìn)行了分析，確認(rèn)該地區(qū)存在著水冰，且未被干冰全部覆蓋。同年3月17日，法國空間天體研究所稱，“火星快車”發(fā)回的光滑影像顯示，火星南極有3個(gè)區(qū)域中明顯含有水冰。2005年2月22日，歐洲專家們指出，通過對(duì)“火星快車”傳回的照片的分析，在火星北緯5度、東經(jīng)150度的名為“極樂世界”的平原發(fā)現(xiàn)了一處冰凍水域。冰海平均厚度達(dá)45米、長度900公里、寬度800公里，覆蓋了72萬平方公里的面積。上述發(fā)現(xiàn)，雖然比不上雷達(dá)探測(cè)這么準(zhǔn)確，但是仍然可以起到互相印證的作用。
水中可能存活生命
水是孕育和存活生命的重要條件。既然火星地表下面儲(chǔ)有流動(dòng)水或者湖泊，那么其中就極有可能存在著生命。用地下分層探測(cè)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的深藏在地球南極冰蓋以下3公里的沃斯托克湖中活動(dòng)著水生物就是明證。以前有的專家就曾作過論述，如果在火星地下發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)藏的液態(tài)水，就可用以此類推的方法，斷定其存活著生命物質(zhì)。
今年2月23日，美國航宇局馬歇爾航天飛行中心的專家理查德•胡佛在一份研究報(bào)告中就曾說，在阿拉斯加州?？怂规?zhèn)新發(fā)現(xiàn)的一種約于3萬年前進(jìn)入冰凍狀態(tài)的生命形態(tài)顯然一直活著，因?yàn)橐坏┙鈨鼍烷_始游動(dòng)。鑒于在此前一天歐洲專家宣布火星赤道附近有冰海且被一層灰塵覆蓋著，胡佛認(rèn)為，這層灰塵受到陽光照射時(shí)，有可能將熱量傳遞到冰層，從而產(chǎn)生地表下的水層。他說：“那些水層是微生物活動(dòng)的理想?yún)^(qū)域，這片冰海的存在意味著火星上存在生命的可能性大大增加”。同時(shí)，他還認(rèn)為，阿拉斯加凍土中發(fā)現(xiàn)的活細(xì)菌提出了另一種可能性：?jiǎn)渭?xì)胞形成的動(dòng)態(tài)生物可能還活著，凍存在火星冰海中。目前的最新發(fā)現(xiàn)，確實(shí)證明火星赤道附近存有200公里長的冰痕，說明胡佛的推論仍然具有重要的參考價(jià)值。
綜上所述，不難看出，“火星快車”用先進(jìn)探測(cè)雷達(dá)所做出的最新發(fā)現(xiàn)，不僅表明火星上有液態(tài)水、冰凍層和冰海，其中可能存在生命，而且為尋找火星生命提供了前所未有的寶貴線索和便捷途徑。不用說，火星水源的發(fā)現(xiàn)，對(duì)本世紀(jì)30年代人類選派航天員登陸火星并進(jìn)而設(shè)法利用火星水資源等都具有重要作用。
先進(jìn)雷達(dá)提供證據(jù)
用航天器探測(cè)火星，賦予其重要任務(wù)之一就是尋找火星水。為此，歐空局的“火星快車”探測(cè)器攜帶的七種科學(xué)儀器中，有五種是用來找水的。其中的可見光與紅外礦物測(cè)繪光譜儀OMEGA、行星傅立葉光譜儀PFS、紫外與紅外大氣光譜儀SPICAM和高能電性原子分析儀ASPERA四種儀器是用光譜學(xué)的方法探測(cè)水的，它們同美國的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)一樣，只能提供間接證據(jù)，且難于了解地表以下的情況。唯獨(dú)其裝備的火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)MARSIS性能不同，可以穿透到火星地表以下幾公里的地方，至少能探測(cè)出地下1公里內(nèi)的物體。
火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)的主要目標(biāo)是研究火星的地下分層結(jié)構(gòu)和火星大氣中的電離層，重點(diǎn)是找到地下水的位置及含量。它采用0.1-5.4兆赫的頻率向火星發(fā)射功率最高達(dá)100瓦的射電脈沖，脈沖寬度為91.4微秒?；鹦请婋x層、地表以及地下不同層次的結(jié)構(gòu)均會(huì)以不同方式反射電波，因此通過對(duì)其收到的回波的分析，可以分辨出各個(gè)層結(jié)的特性及主要成分，如巖石、砂礫、干冰、水冰等。電波的穿透深度亦取決于火星地下成分。這種探測(cè)方法的水平分辨率為13.71公里，垂直分辨率可達(dá)百米級(jí)。由于水對(duì)電波的吸收極強(qiáng)，如果火星地下存在著水，科學(xué)家們就能從回波的突然減弱中判讀出來。
實(shí)際上，該種技術(shù)已在地球上多次使用，其探測(cè)結(jié)果也均已被實(shí)踐所證實(shí)。日前，“火星快車”已在火星上空250公里至800公里高度上用這種雷達(dá)對(duì)火星地下1公里深處進(jìn)行了探測(cè)，并將獲得的回波數(shù)據(jù)資料以無線電信號(hào)發(fā)回了地球。歐空局的專家們正是在研究分析了這些資料以后，才得出了火星上確實(shí)存在著水的結(jié)論。
既有流動(dòng)水也有冰層
德國天文學(xué)家拉夫•陶曼稱，有證據(jù)顯示，火星上曾有大量的冰在激烈的火山噴發(fā)中融化成水，并儲(chǔ)存在火星地表深層，相信有90%的流動(dòng)水是在地表下面掩藏的。歐空局火星項(xiàng)目分析專家米歇爾•康亦指出，在火星赤道附近也發(fā)現(xiàn)了冰的痕跡，痕跡長度達(dá)200公里。還有的報(bào)道稱，火星表面存在大片水域，面積可達(dá)直徑250公里。
此外，在火星北極地區(qū)的地層表面下約1公里的地方還發(fā)現(xiàn)存在著冰凍層，且冰凍層中固態(tài)水的純潔度相當(dāng)高，只有2%的雜質(zhì)，幾乎可以稱得上是真正意義上的“純凈水”。負(fù)責(zé)研制和管理火星地下分層與電離層探測(cè)雷達(dá)的意大利科學(xué)家皮卡迪教授說，從已發(fā)現(xiàn)的這個(gè)冰凍層再往下，是與固態(tài)水凍結(jié)在一起的泥沙層，形狀猶如水泥，而冰凍層內(nèi)部的溫度大概低于零下33攝氏度。
其實(shí)，自2003年12月24日開始環(huán)繞火星運(yùn)行以來，“火星快車”上的其它科學(xué)儀器早就發(fā)現(xiàn)火星擁有冰凍水。早在2004年1月23日，歐空局就發(fā)布公告稱，“火星快車”儀器對(duì)火星南極上空水蒸氣分子進(jìn)行了分析，確認(rèn)該地區(qū)存在著水冰，且未被干冰全部覆蓋。同年3月17日，法國空間天體研究所稱，“火星快車”發(fā)回的光滑影像顯示，火星南極有3個(gè)區(qū)域中明顯含有水冰。2005年2月22日，歐洲專家們指出，通過對(duì)“火星快車”傳回的照片的分析，在火星北緯5度、東經(jīng)150度的名為“極樂世界”的平原發(fā)現(xiàn)了一處冰凍水域。冰海平均厚度達(dá)45米、長度900公里、寬度800公里，覆蓋了72萬平方公里的面積。上述發(fā)現(xiàn)，雖然比不上雷達(dá)探測(cè)這么準(zhǔn)確，但是仍然可以起到互相印證的作用。
水中可能存活生命
水是孕育和存活生命的重要條件。既然火星地表下面儲(chǔ)有流動(dòng)水或者湖泊，那么其中就極有可能存在著生命。用地下分層探測(cè)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的深藏在地球南極冰蓋以下3公里的沃斯托克湖中活動(dòng)著水生物就是明證。以前有的專家就曾作過論述，如果在火星地下發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)藏的液態(tài)水，就可用以此類推的方法，斷定其存活著生命物質(zhì)。
今年2月23日，美國航宇局馬歇爾航天飛行中心的專家理查德•胡佛在一份研究報(bào)告中就曾說，在阿拉斯加州?？怂规?zhèn)新發(fā)現(xiàn)的一種約于3萬年前進(jìn)入冰凍狀態(tài)的生命形態(tài)顯然一直活著，因?yàn)橐坏┙鈨鼍烷_始游動(dòng)。鑒于在此前一天歐洲專家宣布火星赤道附近有冰海且被一層灰塵覆蓋著，胡佛認(rèn)為，這層灰塵受到陽光照射時(shí)，有可能將熱量傳遞到冰層，從而產(chǎn)生地表下的水層。他說：“那些水層是微生物活動(dòng)的理想?yún)^(qū)域，這片冰海的存在意味著火星上存在生命的可能性大大增加”。同時(shí)，他還認(rèn)為，阿拉斯加凍土中發(fā)現(xiàn)的活細(xì)菌提出了另一種可能性：?jiǎn)渭?xì)胞形成的動(dòng)態(tài)生物可能還活著，凍存在火星冰海中。目前的最新發(fā)現(xiàn)，確實(shí)證明火星赤道附近存有200公里長的冰痕，說明胡佛的推論仍然具有重要的參考價(jià)值。
綜上所述，不難看出，“火星快車”用先進(jìn)探測(cè)雷達(dá)所做出的最新發(fā)現(xiàn)，不僅表明火星上有液態(tài)水、冰凍層和冰海，其中可能存在生命，而且為尋找火星生命提供了前所未有的寶貴線索和便捷途徑。不用說，火星水源的發(fā)現(xiàn)，對(duì)本世紀(jì)30年代人類選派航天員登陸火星并進(jìn)而設(shè)法利用火星水資源等都具有重要作用。
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