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NASA:證實火星有流動的液態鹽水

2015/09/29 | | 標籤:
  • 編譯 / 歐柏昇
Credits: NASA/JPL/University of Arizona

Credits: NASA/JPL/University of Arizona

美國國家航空暨太空總署( National Aeronautics and Space Administration, NASA)火星偵察軌道器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)的新發現,提供目前最強烈的證據,顯示今日的火星有間歇流動的液態水。

在這顆紅色行星表面,具有神秘條紋的山坡上,研究人員利用MRO上面的成像光譜儀,偵測到含水礦物的特徵。這些淺黑的條紋,看起來會隨著時間推移而流動。條紋在溫暖的季節時變黑,而沿著陡坡往下流動;且在較冷的季節則顏色褪去。當溫度高過華氏-10度(攝氏-23度),就會在火星上好幾個地點出現;較冷的時候則消失。

NASA科學任務理事會副主任及太空人約翰.格倫斯菲爾德(John Grunsfeld)說:「我們對於火星的探索都是『跟隨著水』,來尋找宇宙中的生命,而現在我們有了令人信服的科學,證實我們長久料想的事。這是重要的新發展,看來確認了水──儘管是鹽水──今日在火星表面流動。」

這些下坡的流動,稱為季節性斜坡紋(recurring slope lineae, RSL),它被認為可能與液態水有關。在坡道上新發現的水合鹽類,便指明了與這些深色特徵的關聯。水合鹽類會降低液態鹽水的凝固點,這就像在地球上,馬路上的鹽會造成冰和雪更快融化。科學家說,這可能是淺層的地表下流動,並有一些水透過毛細作用來到地表上。這樣就可以解釋變黑的現象。

Credits: NASA/JPL/University of Arizona

Credits: NASA/JPL/University of Arizona

亞特蘭大的喬治亞理工學院的盧金德拉.歐嘉(Lujendra Ojha)是發表這項新發現的報告的第一作者,這篇文章發表在9月28日出版的《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊。

他說:「我們只有在這些季節特徵最寬的時候發現水合鹽類,表示這些深色條紋本身、或者某個造成深色條紋的機制,就是水合作用的來源。不管是哪一種情況,在山坡上偵測到水合礦物,就代表水在這些條紋的形成過程中,扮演重要的角色。」

2010年,當歐嘉還是亞利桑那大學的大學生時,便利用MRO的高解析度成像科學設備(High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE),首次注意到這些令人困惑的特徵。HiRISE目前已經在火星上數十個地點觀測到RSL。新的研究結合了HiRISE的觀測,以及MRO的火星專用小型偵察影像頻譜儀(Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars, CRISM)的礦物分布圖。

光譜儀的觀測,顯示了多個RSL地點的水合鹽類特徵,但只有在深色條紋相對較寬的時候會出現。當研究人員觀測同一個地點、但RSL較少的時期,就沒有偵測到水合鹽類。

歐嘉與其他共同作者,將此光譜的特徵解釋為過氯酸鹽的水合礦物。它的化學特徵與這些水合鹽類最相符的,可能是過氯酸鎂、氯酸鎂及過氯酸鈉的混合物。有些過氯酸鹽,讓液體甚至在華氏-94度(攝氏-70度)這麼低溫的情況下,都不會結冰。在地球上,自然產生的過氯酸鹽集中在沙漠,而有些種類的過氯酸鹽可以拿來作為火箭的推進劑。

之前人們就曾在火星上看到過氯酸鹽。NASA的鳳凰號和好奇號,都曾在火星的土壤中找到過氯酸鹽,而有些科學家還相信,1970年代的維京計畫已測量到這樣的特徵。不過,這次對於測量到RSL的地區,其水合型態的過氯酸鹽研究,跟先前的登陸器探測的地區並不同。這也是首次透過軌道上的衛星,來確認過氯酸鹽。

MRO具有六個科學儀器,從2006年開始量測火星。

source:wikimedia

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在加州帕薩迪納的NASA噴射推進實驗室的MRO計畫科學家理查德.楚雷克(Rich Zurek)說:「MRO可觀測火星許多年的能力,以及能夠看到這些特徵清楚的細節, 促成了這樣的發現:首次識別了令人困惑的季節性條紋,而現在則是解釋了它們是什麼,邁出了一大步。」

這些新發現對於歐嘉來說,是更強烈地證明了他五年前首次觀察到的火星坡道上神秘的線條,真的就是現存的水。他說:「大多數人談到火星上的水,通常談的是古老的水、或是結冰的水。現在我們知道,這個故事不只是如此。這是第一次明確支持我們對於RSL的『液態水形成假說』的光譜觀測證據。」這項發現,是NASA火星任務眾多突破性結果當中最新的一項。

NASA華盛頓總部的火星探測計畫首席科學家麥克.邁爾(Michael Meyer)說:「為了解決這個謎團,眾多太空船花費了幾十年的時間,而現在我們知道,在這個寒冷、荒蕪的行星上有液態水。似乎對火星研究越多,我們就越知道生命如何維繫,以及未來哪裡有足以維持生命的資源。」

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關於作者

歐柏昇

歐柏昇

台大物理系與歷史系雙主修畢業,現為台大物理所研究生。台大天文社前社長,全國大學天文社聯盟創辦人。盼望從天文與人文之間追尋更清澈的世界觀,在浩瀚宇宙中思考文明,讓科學走向人群。