現在,你想定居在火星。雖然它比地球小一些,但仍然有廣袤的土地。最合適定居的地方在哪裡?
美國國家航空航天局(NASA)的信條是跟著水走——他們在尋找生命存在的證據,但對於過去和未來的人類來說,這都是一個好建議。水很重而且幾乎不可壓縮,所以把水一起帶到火星非常昂貴,也很困難。所以在火星當地尋找水源是成功的關鍵。此外,水不僅只是為了飲用:它可以分解成氫氣和氧氣,可以製造可呼吸的空氣,也可以製造火箭燃料。水是未來人類在火星上最重要的東西。
現在,一組科學家已經標記出了可能的水源地。
火星非常寒冷——白天的最高氣溫通常是-60℃,所以水的可能形態是冰(除了一些地底深處例外)。冰凍的水源在不同的探索行動中已經被用不同方式標記過了,大部分的研究都集中在單個任務的資料或孤立地點的冰上。因此,研究人員將這些資訊集中並稱之為SWIM:「火星地下水冰測繪項目」,以查看在火星大範圍區域執行的許多工的資料。
2008年,NASA鳳凰號火星登陸車對火星地表進行了挖掘。在Sol 20(登陸後20個火星日),凹槽左下側可以看到若干冰塊(左圖,局部放大),但是冰塊在4天后就揮發了(直接變成氣體)。這證明了水可以存在並持續存在於火星地表以下,至少在相對高緯度地區(北緯68°)。圖源::NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University
項目目標是建立一個系統,能夠對多個獨立觀測結果的一致性進行量化,以便能夠對水的位置做出可靠的預測。請注意,我們知道極地冰蓋內有相當一部分水,但是航天器很難著陸——在赤道附近或中緯度著陸要容易得多。而且,冰的深度不能超過幾米,以便可以進行挖掘。換句話說,它需要是可獲得的。
考慮到這一點,他們研究了從火星赤道向北延伸至約北緯60°的觀測資料,以及覆蓋約80%經度表面的觀測資料。這些資料是通過各種方法獲得的,包括中子通量(這些亞原子粒子被水中的氫吸收,因此它們的普遍性可用於繪製冰的位置)、熱慣性(在夜間,岩石釋放白天形成的熱量的方式與冰不同,因此可用於繪製水的位置),地貌學(地表的結構和特徵表明水在附近,如冰川)和雷達(冰和岩石反射雷達脈衝的方式不同,同樣可用於繪製水的位置)。
火星地圖上阿耳卡狄亞平原(左,箭頭處)和亞尼羅桌山群(右,箭頭處)的位置。圖源:NASA/JPL-Caltech/Mars Trek
通過對資料進行數學演算法分析,他們得出了一個被稱為「冰的一致性」的數值,其中正值預示冰的存在,負值預示不存在。值越高可能性越高。
成果是:在火星表面的一大片區域上,有可能存在的(重要的是,可能不存在的)可獲得的冰的地圖。
數值最高的地區是阿耳卡狄亞平原(Arcadia Planitia),這是一個寬闊、平坦的古代火山流平原,另一個區域是亞尼羅桌山群(Deuteronilus Mensae),該地區已知有冰川。兩者都位於中緯度(北緯45度左右),因此相對容易到達。
2012年,火星勘測軌道飛行器在火星中緯度地區發現了一個新的撞擊坑,撞擊使冰從地表顯露了出來。圖源:NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona
為了評估他們的預測,研究小組做了一件事,就是觀察表面上的新撞擊,小小行星能夠穿過稀薄的大氣層撞到火星表面。如果冰剛好位於地表以下,這些撞擊會將其挖掘出來,使其變得非常明顯。在過去的幾年裡,軌道航天器上的攝像機已經發現了13個這樣的隕石坑。研究小組發現,其中12個地點都在預測冰高度可能存在的地圖上。這個結果令人信服。
美國航天局、其他航天機構,甚至私人公司都在尋求把人送上火星。我想他們會非常感興趣地讀這篇論文的。
科技進步日新月異,人類踏足火星聽起來也不像以前那麼科幻了。第一個這樣做的人可能正在地球上漫步。現在我們可以開始計劃把第一個腳印落在哪裡。
By: Phil Plait
FY: Roci
選文:天文志願文章組-長庚先生
翻譯:天文志願文章組-Roci
審核:天文志願文章組-
終審:天文志願文章組-
排版:天文志願文章組-零度星系
美觀:天文志願文章組-
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自:https://www.syfy.com/syfywire/here-are-the-best-places-to-find-ice-on-mars