火星五大待解之谜

mikegao

作为距离太阳第四远的岩质行星，火星长期以来既带给人们无尽的想象，也让科学家们兴趣不减。几十年来，在这颗红色行星上四处探索的火星车，给我们传回了这个奇特星球的无数令人惊叹的图片。

火星上既有高度三倍于珠峰的群山，也有长度五倍于美国大峡谷的峡谷，它堪称是探险者的天堂。它拥有充满灰尘的大气层，两极冰盖会随季节变化，一天时间差不多是24小时，与地球十分相像，似乎在召唤着地球来客。

11月底，美国宇航局的下一个大型探测项目“洞察号”着陆器即将登陆火星。在此之际，让我们来看看关于火星还亟待解决的几大问题，其中的一些问题恐怕只有当人类踏足火星地表才能知晓答案。

火星上现在有液态水流动吗？

如今的火星大气又冷又稀薄，地表的液态水要么蒸发，要么冻在了土里。不过，过去40年间，火星探测器拍摄的照片显示，火星地表似乎有数百条干涸的河道与峡谷，可能是远古时期急速流动的水冲蚀而成。

那么，这些水都去哪了呢？科学家认为，这些冲蚀而成的地貌可能是火星比较温暖湿润的时期留下的，一部分水可能仍然以冰的形式存在地下，或者以液态水的形式存在于更深的地方。

在火星轨道上的探测器已经发现火星两极地区存在大量水冰。2015年，美国宇航局的火星勘测轨道探测器发现了强有力的证据，证明现代火星的地表上可能有液态水间歇性地流动。基于该探测器的数据，研究人员在许多陡峭的撞击坑坑壁上鉴定出了水合矿物质的化学特征，而此前，正是在这些地方，科学家还发现过神秘的暗色条纹。

那些火星山丘上的咸水，可能会在温暖的季节流淌，然后在变冷的时候消逝。但是，现在无法近距离检查，很难断言这些反复出现的地貌究竟是水造成的，还是干土流动形成的。

与此同时，欧洲的火星快车探测器利用钻地雷达在火星南极的冰盖下发现了一些迹象，显示下方存在一个长约19千米的湖泊。科学家认为，该地下湖泊之所以能保持液态，可能是因为它的盐度较高。科学家推测，火星的极地可能散布着许多此类大型水库。找到它们，并找出利用它们的路径，对于人类未来到访火星至关重要。

为何火星北半球平坦，而南半球却布满撞击坑？

20世纪70年代，美国宇航局的“维京号”探测器首次完整地对火星地形进行了测绘。此后，科学家一直很困惑火星的两面性：北半球平坦得多，地势较低，而南半球则是布满撞击坑的高原，两者的高差大约在5-8千米。

有人提出的理论称，可能是地幔中的热对流等内部地质过程造就了火星如今的地貌。还有一种可能性：由于辽阔的海洋曾填满了火星北半球的大盆地，因而那里地势较低、较为平坦。

不过，还有研究者提出的理论就比较“暴力”：大约39亿年前，相当于月球大小的小行星撞向了火星的南极。极具破坏力的撞击，搅起了一片岩浆海，使火星的火山活动增多，而火山喷射出的物质形成了南半球的高原。

追溯火星的这段过往，有助于科学家更好地确定未来探索者的着陆地点，以便找到最好的资源，用于建立稳定的人类存续。

火星大气中的甲烷是谁产生的？

过去几年，地球地面望远镜和火星探测器都探测到了火星上存在甲烷。这种气体可能是当今生物活动的产物，也可能表明某些地质活动正在发生。

最近，美国宇航局“好奇号”火星车的发现表明，仅在数月之内，火星上原本含量较低的甲烷已飙升十倍。这表明，甲烷的生成过程正在进行，而且在“好奇号”着陆地点盖尔撞击坑周围可能正有甲烷被排泄出来并快速消散。尽管地球大气中的甲烷大多是生物活动的产物，但是，科学家称此类探测结果，并不一定是火星存在微生物的“实锤”证据。

美国宇航局认为，这些甲烷的源头位于好奇号的北侧，但几乎没可能确定确切位置。目前而言，甲烷源头可能仍然是一个谜，因为火星车现在并未朝着那个方向前进，而且火星车目前的调查重点是撞击坑中部山丘上的层状岩体。

火星上有生命吗？

据我们所知，生命的主要组成部分是液态水，而火星上液态水存在的迹象给了我们希望去寻找火星上过去或现在存在生命的线索。不过，火星表面的环境严苛，温度波动剧烈，也几乎没有防护对有害紫外线辐射的防护。

很多科学家认为，盖尔撞击坑之类的干涸湖床表层附近，可能会有过去有机生命的化石或其他踪迹。美国宇航局即将发射的“2020火星”火星车将去寻找这类踪迹。同时，地球上的极端生命形式，比如生活在地球内部深处的微生物，也给了我们希望：或许真的有某些东西至今仍然存活在火星上。（不过，一些专家认为，将人类送到火星上，会扰乱对外星生命的搜寻。）

人类能在火星上生活吗？

将人类送上火星的竞赛已经开启，其中，美国宇航局的载人火星探测任务或将定在21世紀30年代中期。此外，世界各国的公私机构都在开发相关技术。

不过，如果人类想在火星上存活，他们必须得独立于地球而生活和工作，并且需要依赖火星的自然资源来谋生。人类栖息地可能要建在地下，躲避危险的宇宙辐射。在火星上种植粮食也是一大挑战，因为火星车已经发现地表土壤很贫瘠，而且富含名叫高氯酸盐的有毒化合物。

雄心勃勃的太空工程师甚至已经在研发下一代核能、化学和太阳能技术，希望不仅能发展火星科技，还能为自给自足的人类栖息地奠定基础。在火星区域性或全球性沙尘暴期间，黑暗将持续数周，高效的燃料电池或蓄电池将成为必需品。若想制造呼吸所需空气、清洁饮用水、火箭燃料和基本建筑材料，人类还必须在脚下挖掘土壤和岩石。

解开这一谜团的唯一方式就是让第一批火星载人飞船启航。届时，毫无疑问，我们中的大部分人都将紧盯屏幕，急切等待着人类在火星上建立前哨站。