NASA 的最新研究表明，火星冰層下可能蘊藏著支持生命的融水。 這項研究解釋了陽光如何可能穿透火星上的塵埃冰層，為光合作用創造條件，類似於地球上的冰凍洞。 這些融水袋可能存在於地球的熱帶地區，為探索提供了潛在的地點。

儘管尚未發現火星上有生命存在的直接證據，但美國國家航空暨太空總署（NASA）的一項新研究表明，微生物有可能在火星冰凍的表面下生存。

研究人員利用電腦模型證明，足夠的陽光可以穿透火星上的水冰，在冰下的淺層融水池中進行光合作用。 在地球上，冰內類似的融水池也能孕育生命，其中有藻類、真菌和微小的藍藻等生物，它們都依賴光合作用來獲取能量。

論文第一作者、南加州美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的Aditya Khuller說：”如果我們今天要在宇宙中的任何地方尋找生命，火星冰層暴露可能是我們應該尋找的最容易接近的地方之一。

在這條火星溝壑中看到的白色物質據信是含塵水冰。 科學家認為，這種冰可能是今天在火星上尋找微生物生命的絕佳地點。 這張圖片顯示的是一個名為Dao Vallis的區域的一部分，由美國太空總署的火星勘測軌道器於2009年拍攝。 圖片來源：NASA/JPL-Caltech/亞利桑那大學

火星有兩種冰：冰凍的水和冰凍的二氧化碳。 Khuller 及其同事在發表於Nature CommunicationsEarth & Environment的論文中研究了水冰，大量的水冰是由過去一百萬年中一系列火星冰川時期落在地表的雪與塵埃混合形成的。 這些古老的雪在凝固成冰後，仍然夾雜著微小的塵埃。

雖然塵埃粒子可能會遮蔽冰層深處的光線，但它們卻是解釋冰層在太陽照射下如何形成地下水池的關鍵： 深色塵埃比周圍的冰吸收更多的陽光，有可能導致冰升溫並融化，直到地表下幾英尺處。

火星科學家對冰暴露在火星表面是否真的會融化存在分歧。 這是因為火星的大氣稀薄而乾燥，人們認為水冰在火星上會昇華–直接變成氣體–就像乾冰在地球上那樣。 但是，使火星表面融化變得困難的大氣效應並不適用於塵土飛揚的雪堆或冰川表面之下。

2012年在阿拉斯加馬塔努斯卡冰川上拍攝到的這些洞是由冰晶石形成的–隨著時間的推移，灰塵顆粒會融化到冰中，最終在冰川表面下形成小水袋。 科學家認為，火星上的塵埃水冰也可能形成類似的水袋。 圖片來源：Kimberly Casey CC BY-NC-SA 4.0

在地球上，冰層中的塵埃會形成所謂的冰洞–當風吹塵埃（稱為冰晶石）的顆粒落在冰層中時，就會在冰層中形成小空洞，這些小空洞會吸收陽光，並在每年夏天進一步融化到冰層中。 最終，隨著這些塵埃顆粒遠離太陽光，它們不再下沉，但仍會產生足夠的熱量，在其周圍形成一個融水袋。 這些水袋可以滋養簡單生命形式的繁榮生態系統。

“這是地球上常見的現象，”合著者、坦佩市亞利桑那州立大學的菲爾-克里斯滕森說，他指的是冰從內部融化。 「緻密的冰雪可以從內向外融化，讓陽光照射進來，像溫室一樣給冰雪加溫，而不是從上向下融化。”

幾十年來，克里斯滕森一直在研究火星上的冰。 他領導美國國家航空暨太空總署（NASA）2001年火星奧德賽（Mars Odyssey）軌道飛行器上的熱敏相機THEMIS（熱發射成像系統）的運作。 在過去的研究中，克里斯滕森和科羅拉多大學博爾德分校的加里-克勞（Gary Clow）利用建模技術證明了液態水是如何在紅色星球的塵埃雪層中形成的。 這項工作反過來又為新論文奠定了基礎，新論文的重點是火星上是否可能進行光合作用。

2021年，克里斯滕森和胡勒共同撰寫了一篇關於在火星溝壑中發現塵埃水冰的論文，提出許多火星溝壑是由冰融化形成液態水而造成的侵蝕形成的。

這篇新論文表明，多塵的冰層能讓足夠的光照進入地表下9 英尺（3 公尺）深的地方進行光合作用。 在這種情況下，上層的冰可以防止地表下淺層水池中的水蒸發，同時也能防止有害輻射。 這點非常重要，因為與地球不同，火星缺乏保護性磁場，既無法抵擋太陽的輻射，也無法抵擋在太空中飛來飛去的放射性宇宙射線粒子。

研究報告的作者說，最有可能形成地表下水池的水冰將存在於火星的熱帶地區，即緯度30度到60度之間，南北半球都有。

Khuller 希望下一步能在實驗室中重新製造一些火星塵冰，對其進行近距離研究。 同時，他和其他科學家正開始繪製火星上最有可能尋找淺層融水的地點–這些地點可能成為未來人類和機器人任務的科學目標。

編譯自/ SciTechDaily