火星水资源丰富易开采:地下冰深度仅一米

2018-01-13 08:22:05 来源: 澎湃新闻(上海)
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(原标题:火星水资源丰富易开采:地下冰深度仅一米,厚度超百米)

澎湃新闻记者 虞涵棋

在未来数年,火星将迎来中、美、印、欧的多个登陆探测器。而“硅谷钢铁侠”马斯克的2030年火星殖民计划,更是这一波“火星热”推向高潮。

火星的首批殖民者,将面对一颗荒漠遍野、尘暴漫天的红色星球。氧气是没有的,那么水呢?除了火星极地的巨大冰盖,人类探知北半球乌托邦平原下存在颇具规模的冰层。不过,这些冰层的深度、厚度、纯净度,尚不明确。

最新一期《科学》杂志发表了好消息:美国一个联合团队在火星中纬度地区的8处陡坡发现了冰蓝色的崖面,这是因侵蚀而露出的地下冰层。这些纯净的地下冰最浅不过地下1到2米,厚度超过100米。

火星水资源丰富易开采:地下冰深度仅一米

火星上的冰崖

这意味着,火星的水资源其实相当丰富,且开采利用的难度不大。主导研究的美国地质调查局天体地质专家邓达斯(Colins Dundas)认为,火星地下冰的分布要比人类此前认为的更广泛,它们能作为分析火星气候变迁的重要信息载体,也可能作为人类的未来资源。

火星之水

火星上没有液态水。一方面,火星的大气层稀薄,气压只有地球标准大气压的0.6%;另一方面,火星地表平均温度低至零下63摄氏度。所以,除了大气层中的极少量水蒸气外,火星上的水都以冰的形式存在。

不过,火星上疑似被水流冲刷而成的河谷、三角洲、湖床等等,都暗示着火星历史上曾经拥有大量流动水,甚至是一片浩瀚的海洋。那时,火星的大气层可能更稠密,温度更高。

如今,火星上还有多少残留的水呢?2002年,奥赛德号飞行器看到火星的两极覆盖着干冰和水冰混合而成的巨大冰冠。

火星水资源丰富易开采:地下冰深度仅一米

火星两极覆盖着冰冠

2006年,NASA的火星勘测飞行器(MRO)进入火星轨道,其携带的“浅层雷达”设备探测到火星地下埋藏着大量冰。不过,光凭雷达信号,科学家们还无法确定这些冰的深度。此外,也有人猜测,这些冰不是整片整片的纯净冰川,而是渗入火星土壤空隙的冰泥。

若干年前,火星上的陨石坑揭开了地下冰的一角面纱。通过分析北半球高纬度平原上若干陨石坑的沉积物成分,科学家们找到了纯净冰块。那么,这些纯净地下冰是星星点点分布,还是连成一片?

崖面上的冰蓝色

十多年来,邓达斯的日常工作就是分析MRO传回的十多张高分辨率图像。数年前的一天,她发现红色星球的茫茫沙海中露出一片淡淡的冰蓝。

这是一处经侵蚀形成的百米悬崖崖面,暴露出大量纯净的水冰。随后,邓达斯又在其余7处悬崖找到了类似的冰蓝色。这个发现意味着,在远离极地的中纬度地区,仅仅1到2米的地下就埋藏有百米深的纯净冰层。火星地下冰的分布范围,远超科学家此前的预期。

火星水资源丰富易开采:地下冰深度仅一米

火星北半球乌托邦平原下探得大量地下冰

邓达斯团队持续观察这些成片的地下冰,它们在夏天里不会消失。2017年夏天,MRO拍摄到几块巨石从崖面上滚落,它们显然是由于整片冰层逐渐侵蚀而松动的。

此外,崖面上的蓝色显示出深深浅浅的条纹,这说明,这些冰是一层一层堆积起来的。

它们是如何形成的呢?科学家们猜测,数百万年来,火星的自转轴倾角发生了较大的变化。这些地区曾存在大量冰川,每一季的积雪逐渐堆叠,压缩成了如今的地下冰。

火星登陆选址

如果能把这些地下冰样本带回地球,地质学家们就可能了解更多火星气候变化的历史。斯坦福大学的太空科学家G. Scitt Hubbard说道:“它们保存着回溯历史的重要档案。”

除此之外,这也给火星登陆计划提供了新思路。正在帮助NASA研究火星登陆选址问题的科罗拉多矿业学院太空资源中心主任Angel Abbud-Madrid就激动不已。水是宇航员生存的必需物质,也能和火星大气中富含的二氧化碳反应生成可作燃料的甲烷。这些冰崖可以提供方便开采的丰富水资源。

不过,此次发现的8处冰崖分布在南纬和北纬55度左右的地区,冬季寒冷黑暗。人类无法在那里建立太阳能基地。目前,NASA只考虑纬度50度以内的区域。Hubbard希望NASA着手在更低纬度寻找类似的冰崖。

白鑫 本文来源:澎湃新闻 责任编辑:白鑫_NT4464
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