科学|未来移民火星的计划能否实现？我们可以拥有如地球般的淡水资源吗
众所周知 ， 火星曾经拥有大量以河流 ， 湖泊甚至海洋的形式存在其表面流动着的水 。 因此 ， 科学家们一直怀疑火星过去是否曾孕育过生命 。 如今 ， 火星表面极其寒冷干燥 ， 哪怕是一滴水也会立刻冻结、沸腾、蒸发 。 除非 ， 水里溶解了盐 。
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如果这些“咸水带”还存在于火星上 ， 那么很有可能其表面仍然存在着微生物 。 这些有关“行星保护”的问题开始得到关注 。 但是 ， 由月球与行星研究所（LPI）领导的一项新研究表明 ， 如果地球生命被机器或探险家带去火星 ， 那么它们可能无法在这些盐水中生存 。
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标题为“ 当今火星上（亚）稳定盐水的分布和可居住性 ”的研究描述了他们的发现 ， 发表在《自然天文学》杂志上 。 该研究团队是由监督LPI 的大学太空研究协会（USRA）、阿肯色大学空间与行星科学中心和美国西南研究院（SwRI）的成员组成 。
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（图解：美国宇航局凤凰号着陆器显示出潜在的盐水滴 。图源：Marco Di Lorenzo/Kenneth Kremer/NASA, JPL/UA, Max Planck Inst./ Spaceflight）
2008年凤凰号着陆器抵达火星后 ， 科学家们发现了在其中一根支柱上形成了盐水滴的证据 。 这个和其他观察结果都可以得出这样的结论 ， 即盐在火星表面上相对常见 。 此外 ， 在温度和相对湿度适宜的条件下 ， 其中一些盐会经历一个被称为“潮解”的过程——从大气中吸收水分 ， 变为溶液的现象 。
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虽然火星表面的水是不稳定的 ， 但先前的模型显示 ， 稳定的盐水可以在一年中的某些时段在赤道地区和高纬度地区之间形成并持续长达6个小时 。 这一范围比之前认为的更广泛 ， 但最新的研究表明 ， 火星的温度远低于维持生命所需的最低温度 。
正如阿肯色大学该研究的合著者Vincent Chevrier博士在LPI新闻发布会上所说：
“多年来 ， 我们一直在阿肯色大学以火星条件为模拟进行实验 ， 来研究这类反应 。 利用我们在实验室里学到的知识 ， 我们可以预测未来火星上可能发生的情况 。 ”
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（图解：火星上盐水的分布 ， 颜色显示了一年中火星表面可能存在液体的时间百分比 。图源：Rivera-Valentín等）
为了进行研究 ， 研究小组在实验室测量了火星的盐类 ， 以及来自行星模型和航天器测量的火星气候信息 。 在SwRI的一位科学家的帮助下（SwRI的研究是由NASA通过“可居住世界”计划资助的） ， 他们开发了一个模型来预测盐水在火星表面(和浅地层)的位置、时间和持续时间 。
据此 ， 他们试图确定这颗红色星球上存在的咸水带是否能够支撑地球上已知的生命 。 SwRI的高级研究科学家、该研究的合著者Alejandro Soto博士负责建立气候模型 。 正如他在SwRI的 新闻发布会上说的：
“我们的团队研究了火星上的特定区域——合适的液态水温度和可及性可能允许已知陆生生物进行繁殖的区域——以了解它们是否适合居住 。 我们使用了来自大气模型和航天器测量的火星气候信息 。 我们开发了一个模型来预测盐水在火星表面和浅地层能保持稳定的地点、时间和持续时间 。
即使是地球上最极端的生命也有其局限性 ， 我们发现一些盐类形成的咸水带可以形成火星表面40%以上的液态水 ， 但这只是季节性的（在火星年的2%时间中） 。 这将排除我们已知的生命体 。 ”
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【科学|未来移民火星的计划能否实现？我们可以拥有如地球般的淡水资源吗】
（图解：据推测 ， 火星上类似霍洛维茨火山口上这种暗而狭窄的条纹是由现代火星上季节性的水流冲刷形成的 。图源：NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona）
盐水的冰点比纯净水要低 ， 蒸发速度也较慢 。 但是由于火星极度干旱 ， 它们需要远低于地球上水分在大气凝结并保持稳定的温度 。 也就是说 ， 空气需要非常寒冷才能达到较高的相对湿度 。
最后 ， 研究小组确定盐水的最高温度为-48°C（-55°F） 。 此外 ， 他们发现 ， 某些盐类可能导致火星表面形成超过40%的季节性咸水——但仅占全年时间的2% 。 这种温度不仅是地球上的生命形式在理论上所能承受的最低温度 ， 也意味着火星上的盐水形成是断断续续的 。
行星科学家、LPI的NASA早期职业研究员EdgardRivera-Valentín博士是该研究的主要作者 。 正如他在USRA / LPI新闻发布中总结的那样：
“我们在工作中发现 ， 火星的盐水能承受的最高温度是-48°C（-55°F） ， 这远低于我们知道生命可以忍受的最低温度...我们已经证明 ， 在行星范围里 ， 火星的表面和浅地层是不适合陆生生物生存的 ， 因为液体只能全年极少的时候形成 ， 即便是这样 ， 它们还得在恶劣的条件下形成 。 不过 ， 可能有些还未被人类发现的地球生命会喜欢这种生存条件 。 ”
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（图解：艺术家对“毅力”号火星漫游者的印象 。 ）
这些结果对于未来执行火星任务来说是个好消息 ， 尤其是有宇航员登临的时候 。 多年来 ， 太空计划的策划者们一直担心额外的探测器、着陆器和宇航员可能会对任何本土生命形式构成威胁 。 在知道地球微生物无法在火星环境中生存后 ， 这会降低潜在的污染风险 。
此类研究对于未来的勘探工作至关重要 ， 尤其是致力于寻找地外生命证据的任务 。 当对欧罗巴（木卫二）、盖尼米德（木卫三）和其他“海洋星球”的任务变得寻常时 ， 防止污染将至关重要 。 毕竟如果我们在寻找地外生命证据的过程中摧毁了一颗星球 ， 一切都变得没有意义了 。
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作者：MATT WILLIAMS
FY:赵婉玥
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