如何解读 2015 年 9 月 28 日 NASA 关于火星的「重要发现」？ 第1页

专栏文章

，在这里再贴一下：

NASA说今天晚上23:30（北京时间）会发一个关于火星的大新闻，说是“解开了火星之谜”，这个大新闻可能是什么呢？我们一起来八一八。

这次发布会的出席人员包括：

Jim Green, director of planetary science at NASA Headquarters

Michael Meyer, lead scientist for the Mars Exploration Program at NASA Headquarters

Lujendra Ojha of the Georgia Institute of Technology in Atlanta

Mary Beth Wilhelm of NASA’s Ames Research Center in Moffett Field, California and the Georgia Institute of Technology

Alfred McEwen, principal investigator for the High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) at the University of Arizona in Tucson

注意，这五个人，里面有三个都是主任、首席科学家之类有title的家伙，只有两个不知道是谁。一查发现，Lujendra Ojha是亚利桑那大学地球物理专业2012年本科毕业的，现在在乔治亚理工就读博士，行星科学方向。Mary Beth Wilhelm是康奈尔大学刚刚毕业的博士，现在正在NASA做博士后。那很容易猜测，一定是这俩年轻人直接做的工作中，发现了一些有趣的事情。所以我们来八一八这俩哥们吧！

名字奇怪的尼泊尔大胡子大哥Lujendra Ojha不是第一次造出大新闻了。2011年他还在就读本科时，就做过关于火星表面物质坡移的研究。他用的是火 星勘测轨道飞行器（MRO）搭载的一台高分辨率相机HiRISE，这台相机能够以高达一米的高分辨率对火星表面反复成图，从而给我们追踪火星表面特定位置 地表特征随时间演化的情况，也就是说，Ojha研究的，不是一个“死”的火星，而是一个“活的”、不断变化之中的火星。

我们具体看一下他2011年这份研究。他首先是把MRO的图像做了修正，以便于能够直接比较相机出于轨道上不同角度时拍摄的图像。然后他发现了一些奇怪的东西——在火星南半球中纬度地区某些陨石坑的陡坡上，出现了一些深色的线条：

看起来就像是什么流体冲刷过一样。当然其实在火星上找到流体冲刷痕迹本身不是什么新闻，甚至都不需要MRO这么高分辨率的相机。我们早就在火星水手谷两侧发现了这样的沟壑地形，这我们太熟悉了，不就是水冲出来的嘛：

然而Ojha的发现不仅仅是流体冲刷痕迹那么简单。MRO的时间分辨能力让Ojha第一次发现，这样的痕迹是在变化的。具体来说，在夏季时，那些痕迹逐渐产生，到冬季时，就逐渐消退——Ojha给这种特征起了个名“Transient Slope Lineae”，“暂态坡地线条”。这些线条的宽度约2米，长度在几百米这个量级。

（图为2009年5月20日和2009年7月9日，同一地区的两张照片。可以明显看到TSL的区别。）

这种暂态特征的存在，几乎可以肯定的说明，火星上不仅仅是历史上有过水那么简单，而是就在此时此刻，火星上处于夏季的某些区域，就是有正在潺潺流动的季节性河流的！有水啊，就可以有生命，就可以blablabla，请自行脑补一千万字一个世纪以来关于火星的科幻小说。

（另一个地区不同时间对比图像）

补 充一个小细节，细心的同学会问了，火星离太阳比地球要远，温度比地球上低，这就算有水，还不全都冻上了？火星上的温度足够让水融化、流动起来吗？—— Ojha同学说了，这水不一定是纯净水呀，它可以是含有高氯酸盐的咸水，含盐的水熔点比较低，并不需要非达到0°C才能融化。

当然作为一个严谨的同学，Ojha在2011年的文章里还没有斩钉截铁的说这就是水，另一种可能性是，这是某种固态颗粒流 成的沙河。他的研究也留了个尾巴：还需要解释的是，为什么这些特征只出现在南半球的中纬度地区，按理说赤道上温度也不比南半球低的，也应该能发现类似特征 才对。另外如果是水的话，水从哪来也是个问题——就算地表存留一些冰块，在若干次消融之后，冰融成水，再蒸发到大气中，加上冰块自身的升华，很快这些水源 就消耗干净了。我们现在之所以能看到这样的现象，应当说明水源是可以得到补充的，从哪补充的——不知道。火星表面地理活动也往往跟二氧化碳的参与有关，这 种现象中，是不是与二氧化碳的凝固-升华有关，也需要进一步研究确定。

之后几年Ojha乃至火星科学界很多人的研究也都围绕这一现象展开。不过由于不明原因，后来他们转而指称这一现象为Recurring Slope Lineae（RSL）。

2014年，Ojha一篇新文章中报告，他们扩大了研究的范围，把南半球所有符合预测的RSL产生条件（向阳、陡坡、基岩暴露）的地方看了个遍，发现这些符合条件的地点中，只有很小比例的地方确实产生了RSL现象。他们也明确的证实，这种现象确实跟二氧化碳没啥关系。 这个研究发在了Nature，一作是McEwen。

这篇文章给水的来源提出了一个可能的解释：也许有某种吸湿的盐，能从大气中捕捉水蒸气，将其固定下来，在夏季再融化、释放。这篇文章还发现，RSL现象的发生，与火星上沙尘天气也有关系。文章还猜测，如果这真的是盐水导致的，那最有可能的盐将是CaCl2。

基本上Ojha同学之前的研究就是这些。下面来看看Mary同学。

这个Mary妹子虽然刚刚博士毕业，也是在火星研究领域有了很长时间的经验了：她从16岁就开始在NASA Ames搬砖，先后研究过火星上的冲沟、地球沙漠极端微生物、Pavilion湖的微生物岩等。她的博士论文是研究地球上跟火星相似的环境，以便于选择火星表面适合未来研究的地点。她研究的地点包括智利北部的阿塔卡玛沙漠和南极干谷——都是地球表面最干旱的地点。

她的具体研究内容是分析阿塔卡玛沙漠土壤中的脂质化学，看这些生物标记物在年龄约为1500万年的极干燥土壤中如何保存和降解。这将对好奇号火星车在火星表面的研究有直接的帮助。

我 们刚刚提到说Ojha及其合作者的研究认为，火星上的水很有可能是富含高氯酸盐的盐水，Mary也写过一篇科普文章，“警告”未来的火星宇航员们，小心火 星表面富含高氯酸盐的土壤——这篇文章的题目叫，“别吃火星上的土”。Mary同学，你也不想想，人怎么会去吃土呢？——Mary同学表示，重点不在人要 不要吃土，重点在于，我们发现地球上那些极端干燥的环境中，有些微生物是可以吃土的：就是高氯酸盐这种在火星上广泛存在、还能用来提炼火箭燃料的东西，可 以被地球上某些极端环境中的微生物当做食物享用。

话说到这，我们基本上能够猜出这次NASA发布会的主要意思 了：首先，Ojha同学表示，我们发现了火星上流动的水的证据，这些水存在的温度有时候会低于0度，也就是说一定是高盐、低熔点的，而其中的盐主要是高氯 酸盐。有水就可能有生命，那高盐的水有没有可能有生命呢？Mary同学接过话茬，表示说我们在地球上最干燥、最像火星的一些环境中对土壤取样，发现里面有 一些微生物，是可以以高氯酸盐作为食物的。所以，我们觉得，火星上虽然不见得就真的存在食用高氯酸盐的微生物，但是至少具备了噬高氯酸盐微生物存活的可能性。

Mary最近的一篇文章是研究火星中纬度地区的地表水冰——为什么是中纬度？因为Ojha在中纬度地区发现水流了呀。她这篇文章的结论是，一个叫做Amazonis Planitia（亚马逊平原？）的地方，因为最近的一次陨石撞击事件，而最有可能有暴露在地表的水冰，因此是未来火星车着陆探测的理想地点。

这个意思够明确了吧，国会，请再让我们发一个火星车，降落在Amazonis Planitia那潺潺流动的小溪旁，挖一勺土测一测吧！——“我们保证完成任务！”

（这三段纯属脑补，请以发布会现场说的为准）

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发布会结束了，看来猜的基本没错。补充几点：

这次的重点实际上是，通过分析CRISM这个设备拍摄的光谱，具体确定了这些RSL的成分。之前猜说是水，是盐水，是高氯酸盐水，现在光谱出来了，证实此前人们猜的没错。

（a、b两个点的光谱跟实验室模拟的火星土壤+高氯酸盐混合物光谱的对比，可以看到有很多相似的吸收坑特征，尤其是1.9微米这个坑，非常显著，说明确实是高氯酸盐。）

而且一并连形成原因也解释了：高氯酸盐固体会吸附大气中的水蒸气，冻起来，在气温上升时再融化释放出来。（当然这个理论原来也已有了）

其实这样说的话，我也猜一句：这样的现象绝对不仅仅发生在陨石坑旁边的陡坡上。只不过是这种地方冰融后，能顺着坡流下来，这样容易被发现。在火星的很多平地，应该也有这样季节性的吸附-冰冻-融化的循环，但是水没有流动起来，所以没有被注意到。看吧，过几年人们就会发现火星地表水更广泛的存在。

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