抱歉，火星南极下面可能没有水

火星南极下可能存在粘土，而不是一些研究人员之前所怀疑的液态水。经过多年的科学谜团，一项新研究是最近三项研究之一，为火星湖泊假说的其他解释提供了证据。

2018 年，一支意大利研究小组指出，雷达反射到火星某区域的特殊方式或许可以用火星南极平原地区地表以下一英里处的一个地下湖来解释。该地下湖宽度约为 12 英里。

“然而，科学界的怀疑态度几乎立刻就出现了，”加拿大多伦多约克大学的行星科学家艾萨克·史密斯 (Isaac Smith) 说道，他领导了这项新研究，该研究发表在《地球物理研究快报》上。史密斯的研究并不排除火星地下任何地方存在液态水的可能性，而且有充分的证据证实这颗红色星球上可能存在冰冻水，但史密斯表示，目前的火星模型表明，火星南极下方一英里的温度对于液态水来说太低了。

2018 年的发现引起了轰动，但并非权威结论，各个研究小组的后续研究也指出了这一想法存在问题，认为整个湖泊在远离地核温度的地方保持液态确实不太可能。形成湖泊需要一些非常不可能的情况——即热源，或者如果没有，则需要大量的盐来帮助降低地下水的冰点。但史密斯说，所需的盐量将是巨大的。

2019 年发表的一项研究发现，无论地下湖的含盐量有多高，都需要热源（如附近的岩浆）才能保持液态。NASA 喷气推进实验室的科学家最近进行的一项研究表明，这些雷达点出现在许多其他位置，因此每个位置同时具有热源和大量盐的可能性较小。

史密斯承认，尽管火星南极下存在水的可能性很高，但他认为粘土更有可能存在，主要是因为它不需要“任何警告”，比如地下热源和致密的盐袋。

今年 2 月，史密斯正在开展另一个项目，研究火星大峡谷 Valles Marineras 中发现的粘土。他们在实验室中测量了湿粘土和干粘土的电特性，以查看航天器可能从中看到什么样的雷达信号。史密斯和他的团队意识到，冻结的湿粘土会以类似于水的方式反射雷达。“这将立即解答湖泊问题，”他说。

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史密斯的研究分为三个部分。首先，实验室测量显示粘土在雷达、计算机建模和寻找南极附近的蒙脱石矿物时的样子，该团队使用火星紧凑型侦察成像光谱仪（火星勘测轨道器上的一种仪器）的数据找到了南极附近的蒙脱石矿物。

蒙脱石是一种粘土，在火星和地球大部分地区都很常见。它们是在火山岩遇水风化时形成的。“最先形成的物质之一就是蒙脱石，”史密斯说。“然后，它会继续分解，你会得到不同类型的粘土，”最终变成一种类似于你用来做陶器的粘土。

史密斯说，在地球上，你可以在哥斯达黎加和阿拉斯加等地找到蒙脱石，而好奇号探测器在火星盖尔陨石坑的厚层沉积物中也发现了蒙脱石。

但意大利罗马第三大学地球物理学家、2018 年原始研究的作者之一埃琳娜·佩蒂内利并不认为粘土是答案，她仍然认为水是一个合理的解释。她认为含有高氯酸盐的水可以在极低的温度下保持所谓的亚稳态。佩蒂内利还担心史密斯没有充分考虑温度因素。他在 230 开尔文的温度下测量了粘土的性质，并在 175 开尔文下对其进行了建模；她说，这些性质“实际上很大程度上取决于温度”，温度差异可能会完全改变粘土能够产生的雷达反射类型。

她还表示，他在实验室中对粘土的测量结果与之前的研究不一致，之前的研究发现冷粘土的雷达反射较弱，这意味着它们不会产生像液态水那样的信号。

最近发表的三项有关火星湖泊的研究中的最后一项由卡弗·比尔森 (Carver Bierson) 领导，他利用模型独立得出了与史密斯类似的结论。比尔森的团队发现，粘土、含金属矿物或含盐冰可能会产生与火星地下液态水类似的信号。

如果地下湖确实是粘土，那么现在“就有更多证据表明南极曾下过雨”，史密斯说，因为当你发现粘土时，你就知道那里曾经存在过液态水，因为没有液态水就不会形成粘土。

这项研究尚未证明任何确切的事实，但史密斯并不感到惊讶。“科学总是试图接近答案。”史密斯说，它不是绝对可靠的，目前还没有人知道确切的答案，但“这是朝着火星正确答案迈出的一步。”