科学家在火星上发现厚度超百米的地下水冰层

　　星空天文20180113
　　火星把水都藏起来了？
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　　基于火星全球勘探者数据渲染的火星照片。NASA
　　火星是个神奇的世界。虽然它看起来非常荒凉，但它却可能有一个生机盎然的过去。火星上曾经流淌过大量的液态水。今天，这些水都去哪里了呢？有些水被太阳风分解，永远地失去了。而有些水，依然隐藏在这个红色星球上。
　　一部分水可能隐藏在火星两极的白色冰冠中，和固态二氧化碳，也就是干冰混合在一起；而一部分水可能隐藏在地下。
　　但也正因如此，科学家从没有机会可以仔细研究这些隐藏在火星地下的冰。直到近几年，飞行在火星轨道上的探测器，为我们记录下了一种发生在火星表面的我们从前没有看到过的现象山崩。
　　在火星勘查轨道器拍摄的这张照片中，我们可以看到一次令人震惊的火星山崩。这张照片中的白色物质是干冰。但是研究人员最近发现，火星多处相似的峭壁上存在着大量纯水冰层。NASA
　　火星大气虽然单薄，却也能产生天气现象，侵蚀地表。这种侵蚀是缓慢进行的，但日积月累，却也有可能造成地表结构的垮塌。山崩就是一例。2008年，人们就曾在火星表面的影像中，观测到一次大山崩。在一个悬崖的边缘处，大量碎石和尘土，滚落到了700米深的一个山谷里。
　　山崩过后，火星的许多地下结构就会暴露出来，这些结构中既有岩石、干冰，也有水冰。天文学家因此可以获得难得的机会，对火星地下冰层的结构、厚度、纯度和普遍性进行研究。
　　最近，天文学家利用美国的火星勘查轨道器，对火星上的八处悬崖峭壁进行了研究。这八处分散在火星的各处。但在每一处，都发现了冰层。这些冰层距离地表非常近，大约只有一米深；冰层本身非常厚，最厚的一处超过了100米。
　　天文学家认为，悬崖暴露出来的冰层特点表明，它们很可能是由雪转化而来的。它们蓄积在干燥的尘土、冻土，或风化层下方不足1至2米处。这些冰层所在的区域大多位于火星的南北纬55度左右。2008年凤凰号着陆器在火星上发现过相似的冰层，但所在的位置更接近火星的北极。
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　　这张照片展示了一处被侵蚀的悬崖，并用蓝色着重展示了水冰存在的区域。照片上方三分之一是与悬崖顶端相连的行星表面，下方三分之一是山谷低部。NASA
　　由于这些冰所在之处都是悬崖峭壁，侵蚀现象严重，因此它们本身应当非常结实。它们呈现出带状的纹理，这表明它们是分层次的，是由许多不同的冰层经年累月挤压结合而成的。这些冰层记录了火星气候的变迁史。此外天文学家还发现，在这些观测点附近，陨石坑的数量非常少。这又表明这些冰形成的年代不会太古老，距今可能只有百万年左右。
　　尽管巨型冰层的形成速度，在地质学的尺度上相对较快，但每当火星的夏季来临，它们仍然会发生消融和退缩。在一处峭壁，科研人员发现仅过了三个火星年，就有多个直径数米的石块摆脱了冰层的束缚，滚落到了谷底。研究人员据此推算，冰层在水平方向上的退缩速度大约是每年几毫米。导致冰层消失的原因可能就是火星稀薄的大气。火星上的气压极低，水冰暴露在空气中，在很低的温度下也会升华。
　　这一发现证明了天文学家之前的一个猜想，即火星上不但存在着水冰，而且它们的存在是一个普遍现象。未来人类若是登陆火星，这些纯水是可以加以利用的。但在此之前，我们还需要知道得更多。
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