NASA 最新研究发现：火星地壳下可能藏有大量水

北京时间 3 月 19 日消息，一项新的研究发现，火星地壳下面可能依然藏有大量水。而且，和之前长期认为的不同，这些水并没有流失到太空中。

▲维京号轨道器拍摄的 100 张图像拼凑成的火星表面图片

NASA 在一份声明中说，先前的研究认为，火星曾是一个水量充沛的星球，表面一片汪洋，海洋深度在 100 米到 1500 米之间，总水量大概是地球大西洋的一半。由于在地球上，只要有水的地方几乎必然有生命存在，火星上面曾经有水这件事，大大提高了火星上曾有生命存在的可能性，甚至可能现在依然有生命存在。

但是，如今，火星又冷又干燥。在此之前，科学家认为，火星在失去磁场的保护后，太阳辐射和太阳风掠走了火星上的大部分空气和水。火星大气层和冰层中虽然仍有水，但这些水也仅够形成 20 米到 40 米的浅汪洋。

然而，最近的发现却表明，火星上的水，未必全部都消失在太空中。NASA 的火星大气与挥发物演化任务（MAVEN）以及欧洲航天局的火星快车号轨道器提供的数据显示，根据火星大气层中水分流失的速度来看，在过去 45 亿年中，火星可能仅失去了 3 米到 25 米深的全球海洋。

现在，科学家发现，火星曾经拥有的大部分水可能仍旧藏在这颗红色星球的地壳中，封锁在火星表面下方岩石的晶体结构内。

研究人员利用来自火星表面的火星车和轨道上的探测器的数据，以及来自火星的陨石，开发了一个红色星球模型，来估测火星上最初有多少水，以及随着时间的流逝，火星又失去了多少水。造成这种水分流失的潜在机制包括水流失到太空中，还有以化学方式掺入矿物质中。

科学家估算火星上有多少水流失到太空中的一个方法是，分析火星大气层和岩石中的氢含量。每个氢原子的原子核中都有一个质子，但有些氢原子核内多出一个中子，从而形成一种被称为氘的氢同位素。普通氢比重氢——氘，更容易挣脱火星的引力。

通过比较来自火星的样本中，含有的普通氢原子和氘原子的水平，研究人员可以推算出火星一直以来损失的氢含量。再结合每个水分子由两个氢原子跟一个氧原子组成的事实，研究人员可以从火星损失的氢原子数量来推断出火星损失的水含量——因为太阳辐射会将火星上的水分解成氢分子和氧分子。

在这项新研究中，科学家发现，火星上原有的水中，大约有 30% 到 99% 的水，通过化学反应的方式，被锁在矿物质中，并进而深埋在火星的地壳内。而未 “陷入”地壳的水，则逃向了太空，这正好解释了火星上的氢氘比。

总体而言，研究人员认为，在火星的诺亚纪期间——大约 41 亿年到 37 亿年前，该红色星球流失了 40% 到 90% 的水。他们的模型表明，大约 30 亿年前，火星上的水含量降到目前的水平。

研究的第一作者、加州理工学院的行星科学家伊娃 · 谢勒说：“大约在 30 亿年前，火星才变成我们今天所看到的如荒漠一般的模样。”

谢勒指出，在遥远的过去，火星上水分流失到太空中的速度存在不确定性，因而深埋在火星地壳内的水含量估测范围才会那么广。她解释说，2 月份刚刚成功登陆火星的 NASA 毅力号火星车可以帮助研究人员改善模型的估算结果，“因为（毅力号）将探索火星地壳最古老的地方，这可以帮助我们更充分地了解过去水分陷入地壳的过程。”

谢勒还表示，即便火星曾经拥有的大部分水仍深藏在地壳中，未来抵达火星、希望在这里生存的宇航员也未必有办法取用这些水。

她说：“火星地壳中的水还不是特别多，所以你必须加热大量的岩石才能提取出少量肉眼可见的水。”