火星有多少水?500 万立方公里的冰,融化后可覆盖整个星球35米深

火星有多少水?500 万立方公里的冰,融化后可覆盖整个星球35米深插图

昨天,欧洲航天局(ESA)的微量气体轨道飞行器探测到火星水手号大峡谷中心区域存在大量的氢。

如果这些氢都以水分子的形式存在的话,那么这意味着该区域将有多达 40% 的近地表物质是水!

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ESA该任务的官推发了一条推文表示,“水库很大,地下不太深,很容易被未来的探险家利用”,于是网友们纷纷@马斯克,让他可以出发去火星了!

无论是流传于网络的图片,还是火星探测器发回来的火星照片,我们都可以看到一个极其荒芜的火星世界,就像地球的沙漠地带一样,这很容易给我们一种感觉——火星是一个极其缺水的世界。

然而,事实可能并非如此,火星上的水比我们想象得要多得多,阻挡马斯克前往火星探险的也肯定不是水的问题。

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图注:火星-下面的那个伤痕一样的地貌正是水手谷

为什么火星有水如此重要?

在地球上,几乎有水的地方就有生命,不管这水是滚烫的还是冰冷的,总会有生物能够在里面茁壮成长。

从人们拿着望远镜观察火星开始,人们就已经认为火星是一个充满水的世界!这次发现大量水的地方——水手号大峡谷是太阳系中最大的峡谷,它横跨四分之一个火星,在地球上拿着望远镜都有机会看到这个峡谷,在过去人们认为这是火星的运河。

1965年,人类第一艘火星探测器——水手4号发射,在此之后,许多宇宙飞船被派往火星,它们有的飞过火星拍了几张照片,有的进入火星轨道,然后一直绕着火星轨道运行,也有的从火星着陆了。

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图注:探测器镜头下的火星世界

然而,从这些探测器收集回来的信息来看,火星环境一点都不乐观,这是一个寒冷、荒凉,空气稀薄,我们地球人永远无法呼吸的地方。

可就是这样一个荒凉的世界,却是茫茫宇宙中最有可能成为我们第二个家园的星球,也是最有可能存在地外生命的星球之一。

但这一切都建立在火星是否含有足够量的水上!

所以,对火星水的探测也一直都是大部分火星任务的主要内容之一,天问一号的主要任务之一也是探测火星的水,因此我们现在还算比较了解火星到底有多水。

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图为:科罗廖夫冰坑,含有2200km^3冰

火星有多少水?

由于寒冷,火星的水基本是以冰的形式存在!

在望远镜的时代,人们就已经观察到火星和地球一样拥有极地冰盖。

自20世纪60年代太空时代开始以来,火星探测器收集的图像显示出火星的地质特征,其中一些也被证明那里以前是冰川。

在过去的10多年里,来自探地雷达和其他轨道探测器的数据,更是直接证明水冰存在于火星表面下的大部分区域。

那么到底有多少水冰呢?

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图注:火星上被水冲刷出的鹅卵石

被广泛认可的数据表明,目前已探明的仅火星表面或较浅地表深处就拥有超过500万立方公里的水冰,如果这些冰全部融化掉话,足以覆盖整个火星35米的深度。

然而,这些只是火星表面部分的水冰而已,更多地被认为是在地下,因为如果今天暴露在火星地表,水冰就不能长期存在。

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火星虽然距离太阳很远,但是在低纬度地区的夏天,温度可以到27摄氏度左右。

同时由于极低的大气压,只要火星的温度开始上升,表面的水冰会立马升华——直接从固态转化为气体而不融化,而进入火星大气的水很容易逃逸掉,而不是像在地球上一样变成雨重新回归大地。

不过和地球一样,火星的自转也拥有一定倾斜度,所以越往两极方向温度就越低,水冰就越容易长期保存。

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图注:火星高纬度地区水冰含量地图

事实上,火星已探明的大部分水冰都在南北纬60°向极地方向的地区——几乎任何这些地区的水冰浓度都超过20%,而极地的水冰浓度更是达到100%。

在纬度低于60°的地方,地面的水冰变得零零碎碎,基本浓度没有超过10%的地区。

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图注:火星低纬度地区含水地图

很明显,在火星低纬度地区找到水冰不是一件容易的事,或者说找到水很难。

水手号大峡谷是在火星的赤道地区,如果这些地区的水冰浓度真的超过40%的话,确实意义重大。

因为低纬度地区更适合在未来作为人类着陆的安置点,毕竟没有多少人喜欢生活在冰天雪地的北极圈内吧。

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虽然对于火星而言水不是问题,但对于马斯克来说,现在就收拾行李飞往现场还为时过早,因为殖民火星根本不是火星上水的问题。

到目前为止,我们连火星土地的样本都还没有拿回来呢,所有的火星探测器买的都是单程票,更别说载人过去了。

最后

不知道你有没有想过,现在低纬度的大部分地区都没有水冰,那么以前的冰是如何到达低纬度地区的呢?

换一句话说,为什么会有大量的水冰出现在水手号大峡谷呢?

现在主流的科学认为,火星上低纬度地区的水冰是火星最后一个冰河时代的遗迹。

火星的自转轴相对于太阳的倾斜会发生周期性的变化,当倾斜度增加到40°或更多时(目前是25°,最高可达80°),极地地区会变暖,而冰雪将在赤道附近堆积。

关于作者: 怪罗科普

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