在火星上令人惊讶地发现几十个地下“湖泊”让科学家困惑

冰冠覆盖火星南极

这张图片中明亮的白色区域显示了覆盖在火星南极的冰帽,由冰冻的水和冰冻的二氧化碳组成。2012年12月17日,欧洲航天局的“火星快车”(Mars Express)用其高分辨率立体相机,用红外、绿色和蓝色光线拍摄了火星的这一区域。资料来源:ESA/DLR/FU Berlin/Bill Dunford

一份新论文发现更多的雷达信号,表明存在地下湖泊的存在,但许多人在太冷的地区才能保持液体。

2018年,科学家们利用来自欧洲航天局(ESA)火星快车(Mars Express)轨道飞行器的数据宣布了一个惊人的发现:雷达仪器从这颗红色星球的南极反射的信号似乎显示出一个液态地下湖。自那以后,又宣布了几次类似的想法。

在杂志上发表的一篇新论文中《地球物理研究快报,美国宇航局在南加州喷气机推进实验室的两位科学家在分析了一个更广泛的火星表达数据后,在南极围绕南极的几十个相似的雷达反射,但许多人在应该过于冷的地区,以保持液体。

“We’re not certain whether these signals are liquid water or not, but they appear to be much more widespread than what the original paper found,” said Jeffrey Plaut of JPL, co-principal investigator of the orbiter’s MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) instrument, which was built jointly by the Italian Space Agency and JPL. “Either liquid water is common beneath Mars’ south pole or these signals are indicative of something else.”

火星快车飞越红色星球

ESA的(欧洲航天局的)火星表达在这个插图中飞过红星。NASA的喷气推进实验室为特派团的火星高级雷达提供了接收器,用于地下和电离层探测器(MARSIS)仪器。信贷:ESA / NASA /姓名

冻结时间胶囊

最初被解释为液态水的雷达信号被发现在被称为南极分层沉积物的火星区域中,以分解的交替的水冰,干冰(冷冻二氧化碳)和尘埃在其中达到数百万年.这些层被认为提供了一个记录火星轴的倾斜随着时间的推移方式转移的记录,就像地球倾斜的变化在整个星球历史上创造了冰龄和温暖的时期一样。当火星具有较低的轴向倾斜,降雪和该区域积累的灰尘层,最终形成了今天在那里找到的厚分层冰盖。

通过在表面进行无线电波,科学家可以在这些冰布下面同行,详细绘制它们。当通过地下通过材料时,无线电波浪失去了能量;当它们反射回航天器时,它们通常具有较弱的信号。但在某些情况下,从该地区的地表返回的信号比表面上的信号更亮。一些科学家已经解释了这些信号暗示存在液态水,这强烈反射无线电波。

亚利桑那州立大学的博士生和Aditya Khuller在纸上工作时,在JPL在纸上工作时,不确定信号表明。假设含有液体水的区域在火星南极的相对小区域中约6至12英里(10至20公里)。Khuller和Plaut将类似的强大无线电信号扩展到44,000次测量,以超过整个火星南北极地区域的Marsis数据。

雷达反射火星南极帽

这些彩色的圆点代表了欧洲航天局的火星快车号探测器在火星南极帽发现的明亮的雷达反射点,这些反射点之前被解释为地下液态水。它们的普遍存在和接近寒冷的表面表明它们可能是另一种东西。信贷:ESA / NASA /姓名

意外的'湖泊'

分析显示,在比以往任何时候都更大的范围和深度范围内,出现了几十个额外的明亮雷达反射。在一些地方,他们从表面不到一英里,那里的温度估计是- 81华氏度(- 63摄氏度),所以寒冷的水将被冻结,即使它包含咸的矿物称为高氯酸盐,可降低水的冰点。

奇尔注意到2019纸其中研究人员在该地区计算了熔化地下冰所需的热量,发现最近在表面下的火山可能解释南极下液体水的潜在存在。

“他们发现,估计的火星地热流量将采取双倍,以保持这种水液体,”Khuller说。“获得这种热量的一种可能方法是通过火山主义。然而,我们还没有真正看到南极最近火山的任何有力证据,因此火山活动似乎不太可能在整个地区存在地下液体水。“

如果不是液态水,那么明亮的反射是什么?作者不能肯定地说。但他们的论文确实提供科学家的地图,其中包含火星气候历史的线索,包括水的各种形式的作用。

“我们绘制的地图让我们离理解这些令人困惑的雷达反射的范围和原因又近了一步,”Plaut说。

参考文献:《火星南极层状沉积物基底界面特征》,作者:Aditya R. Khuller和Jeffrey J. Plaut, 2021年6月16日,《地球物理研究快报
gl093631 DOI: 10.1029/2021

1评论“火星上发现数十个地下“湖泊”让科学家感到困惑”

  1. 如果暗物体经历状态变化并在地球中心附近的有效零G点释放热量,这将解释火星内部的额外热量。它也可以适用于Ceres。

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