火星有水不稀罕:或占表面四成但都是“鹵水”微生物難生存
2年前,歐洲空間局首次確定火星上存在液態水,儘管又冷又鹹,但依然充滿遐想空間。5月11日,發表在《自然-天文學》(Nature Astronomy)上的一篇論文給相信火星存在生命的人們帶來了一個好消息和一個壞消息。好消息是,經過模擬,40%的火星表面都有可能存在類似的“鹽滷水”;壞消息是,這些鹵水並不適合地球上的微生物生存。
火星上面有鹵水
火星兩極覆蓋著巨大冰冠,地下又埋藏著巨量“深井冰”,可以說,紅色星球的水資源還頗為豐富。
不過,火星大氣稀薄,平均氣壓不足地球標準大氣壓的百分之一,因此也很難保溫,地表均溫約零下60攝氏度。科學家們判斷,只有冰川地下可能藏有流動的液態鹵水。高壓強和高鹽分都會降低冰的熔點。
這一猜想在2018年7月得到證實。由意大利科學家Roberto Orosei領銜的歐空局團隊宣佈在火星南極冰蓋之下發現大湖,寬20公里。
火星南極存在地下湖
這一區域非常寒冷,研究團隊估測,水與冰層接觸位置的溫度大約在零下10攝氏度至零下30攝氏度之間,為在寒冷環境下保持液態存在,水中可能溶解有大量鹽分。
但這一盆“冷鹵水”不足以澆滅外星生命愛好者的熱情。有其一必有其二,萬一火星還有其他條件相對更溫和的液態水呢?
火星常常有鹵水
美國大學空間研究協會(Universities Space Research Association)研究人員里維拉·瓦倫丁(Edgard Rivera-Valentín)和同事將一個經過實驗驗證的熱力學模型和一個氣候模型結合,藉此研究火星的哪些位置可以形成鹵水,以及鹵水可以存在多長時間。
通過模擬,他們發現40%的火星表面都能存在亞穩定的滷水,覆蓋從赤道到兩極的所有緯度。所謂亞穩定,即這些鹵水最長可維持6個小時,存在時間占到了2%的火星年(1火星年約等於1.88地球年)。
火星各經緯度高氯酸鎂(a)和高氯酸鈣(b)鹵水可能存在的時長(按火星年比例計算)
如果在地下,壓強會促使鹵水的存在更為持久。根據作者團隊的分析,位於地下8cm深度的滷水可以撐過10%的火星年。
根據火星表面各地的氣壓和溫度,論文計算了幾組可能的水分活度。水分活度衡量的是在特定氣壓和溫度條件下,達到平衡狀態的自由水分子。這些水分子是微生物存活和繁衍的必要條件。
火星各經緯度鹵水可能達到的最大水分活度
(a)
和相對應的溫度
(b)
鹵水“不值得”保護
根據里維拉·瓦倫丁的分析,不管怎麼排列組合,這些火星鹽滷水都沒達到地球微生物能忍受的生存條件。
鑑於中、美、阿聯酋、歐洲近期都有火星探測器發射計劃,若這一研究成果最終得到廣泛承認,反而去掉了不少掣肘。
要知道,關於火星探索開發也有“環保派”和“激進派”,火星是否存在生命尚無定論,人類的探測活動可能給火星帶去入侵物種。“激進派”認為本著科學求真的目標,適當的“污染”是必須的,而”環保派“則堅持火星是”火星人“的火星,哪怕”火星人“只是微生物。
美國國家航空航天局(NASA)就專門設立行星保護辦公室,處理此類外星環保問題。在國際上,“太空研究委員會”(COSPAR)給協議國家列出火星上需要保護的“特別區域”。這些“特別區域”的劃定標準是溫暖濕潤,地球生物得以存活。
論文得出,火星上若想存在水分活度>0.6的穩定鹵水,相應區域的溫度就要到零下63度左右,遠遠低於“特別區域”要求的零下18攝氏度。而一旦火星溫度達到零下48攝氏度,水分活度就會小於0.25。
作者總結道,這些亞穩定存在的滷水不應被列為受到行星保護政策限制的“特殊地區”。它們能成為今後的火星探索目標,來自地球的生物污染影響可以忽略不計。