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探秘火星上的水是如何运动的

2017/4/27 22:08:26 | 未解之谜网 | 热度:228 °

研究人员刚刚发现了关于火星上液态水的一个令人难以置信的事实,这些水不仅在流动,而且会沸腾。这项发现也解决了关于这颗红色星球表面地貌的一个谜团。

火星上的科普来特斯峡谷。

5月2日发表在《自然地球科学》杂志上的文章详细解释了科学家们是如何通过一项新的实验得出这个研究结果的。研究人员们建起了一个模拟火星环境的封闭实验室,然后将冰块放进去观察融化的过程。冰块融化之后水开始流动,这时候出现了一个令人意外的情况,水在流动的时候表面也在沸腾,并且沸腾的强度不光使水发生移动,蒸汽还扰动着周围的灰尘和碎屑。重要的是,在这里温度并不是使水蒸发的主要因素,出现这种情况是由于气压。

研究报告的合著者Susan Conway(以下称Conway)解释说:“火星上的气压比地球上要低得多,这就意味着水的沸点也比地球上要低很多。火星表面的气压是5到10毫巴,也就是说不论温度高低,液态水都会立刻沸腾。”

当然,如果火星上的痕迹真的都是沸腾的水侵蚀出来的,那么我们就应该能在实验室之外的环境看到这种结果,对吧?这就来到这项研究最精彩的部分了。事实表明,我们已经看到过这种现象了,只是我们当时不知道这现象意味着什么。

科学家在找到确凿证据之前就已经怀疑火星上存在流动的液态水了,特别是在一些图像显示了火星地貌随季节变化的样子之后。对比这些图片可以观察到水会随着季节变化而极其缓慢的流动,图片显示的是火星上的斜坡从春季到夏季的地貌变化过程。

火星表面温度越高,水就流得越远。尽管如此,严格来讲,火星夏季的气温实际上仍然是非常冷的,冷到不应该存在液态水。会出现这种现象是因为,和我们身边熟悉的地球上河流湖泊中的水不同的是,火星上流动的水是含盐的水,而盐溶解在水中会降低水的冰点,就像防冻液一样。即使有了这个解释,仍然有一个巨大的谜题科学家们不知道如何才能理清脉络,直到这项研究才给出了答案。

现在我们已经知道火星上的水会流动,同时盐水可以解释水在那种温度下的能保持液态。但是,地貌的改变是如此巨大,以至于从遥远的上空拍摄的图片都能够观察到。同时,那些水的流动量相当小,通过观察也能发现流动速度是相当缓慢的。那么,是什麽原因让这些水有能力如此迅速和明显的改变地貌呢?

沸水理论解决了这个问题。因为这些水只有表面一层是沸腾状态,那些沸腾的水会清开水流路径上的沙子、尘土和碎屑。在这次实验中,研究小组观察到了沸腾的水令碎屑发生移动,他们同时也观察到了在水流两侧发生的垮塌现象。所以那些地貌的形成不仅是因为水的流动,水的沸腾和伴随着的扰动导致了火星上巨大的侵蚀痕迹,以至于我们的卫星都能捕捉到清晰的画面。

山影图数字高程模型展示了火星条件下水流经过后的山体状态。

Conway表示在火星上对水的研究发现从来都不仅仅局限在水本身。这些研究也向我们揭示生命存在的可能性。然而,研究结果对于期盼发现火星生命的人来说并不是好消息。她继续解释说:“我们的研究结果表明形成火星表面的地貌需要的水比我们原来认为的要少得多,并且形成水流的时间也非常短,因此那并不是适合微生物生存的理想环境。”

不过,即使研究结果使火星上存在生命的可能性变得更小,为了我们的未来也应该重视这项研究,而那未来,就是火星殖民计划。Conway说:“如果未来的火星殖民地想要在那里建造运河,那么他们就要精心设计来避免这种会侵蚀河道的沸腾现象。”

当然那将是在遥远的未来发生的事情了。眼下,至少我们在观察火星上的水流动的同时,已经可以清楚明白的知道产生这种现象的前因后果了。

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