【天文快訊】火星上可能存有液態水

■近日NASA的科學家發表了好奇號(curiosity)火星探測車的最新結果:火星的地表上可能有液態水的存在。

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

撰文|陳勁豪

科學家知道火星的南極跟北極有冰層存在,但是他們更想知道的是,火星上究竟有沒有液態水的存在。從對地球上生命的認識,科學家認為液態水的存在是產生生命的關鍵因素之一,因此科學家希望能夠直接在火星上找到液態水,或是退而求其次,找到可能產生液態水的跡象。

NASA在2011年11月26號發射好奇號火星探測車,並於2012年8月6日成功登陸火星的Gale Crater(4.5895°S 137.4417°E),約略位於火星赤道附近。和之前登陸火星的機會號與精神號相比(各約185公斤),好奇號約900公斤重,攜帶有約80公斤的實驗儀器,相當於是一座在火星的可移動地質實驗室。

過去NASA的Phoenix Mars Lander mission在火星的極地土壤中發現了高氯酸鈣(calcium perchlorate,化學式為Ca(ClO4)2.)。高氯酸鈣可以有效的吸收空氣中的水分子,並且可以有效的把水的冰點降到約攝氏零下70度。科學家認為,這些土壤中的高氯酸鈣在白天的時候吸收空氣中的水分子。當空氣中的相對濕度高於臨界值的時候,吸收的水分子會凝結並融化這些高氯酸鹽而以液態水的狀態存在。因此就算是在寒冷的火星極地中,火星的土壤也有可能因為高氯酸鈣而帶有水份。

好奇號在火星降落的地方相對接近火星赤道。根據NASA最新發表的結果,好奇號在周圍的土壤也發現了高氯酸鈣。由於高氯酸鈣存在在火星的極地跟赤道周圍,那麼高氯酸鈣可能存在於火星的每個區域。

除此之外,好奇號上面還裝載了由西班牙所提供的環境監控系統(Rover Environmental Monitoring Station ,REMS),用來測量火星的地表溫度跟大氣中的相對濕度。好奇號對火星的大氣進行了仔細的觀測,累積了一個火星年的測量數據。好奇號是第一個長時間對火星的溫度濕度進行長期觀測的偵測器。他們發現大氣中的相對濕度會有季節變化,在夏天的時候相對濕度小,而在秋天跟冬天的時候有著較高的相對濕度。

透過這些數據,科學家認為在某些夜晚的特定的氣候狀況下,火星的大氣的確可以讓這些高氯酸鈣產生出液態水的凝結。如果在火星赤道都有可能有液態水的存在的話,那麼在火星的極地由於有更多的冰,加上高氯酸鈣的存在,那麼火星極地的地面上就更有可能會有液態水,或者是有能夠讓液態水存在更久的氣候狀況。

這次的結果是發現「火星上可能會有液態水的存在」,而不是「發現」液態水。至於火星上是否會有生命的存在,那就是個更遙遠的課題了。

原始論文:
Transient liquid water and water activity at Gale crater on Mars
Nature Geoscience (2015)
doi:10.1038/ngeo2412
Transient liquid water and water activity at Gale crater on Mars

相關報導:
NASA 2015/04/13 NASA Mars Rover's Weather Data Bolster Case for Brine.
The Guardian 2015/04/13 Nasa's Curiosity rover finds water below surface of Mars

2014年研究:不再是從前從前,火星上真的有液態水

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作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

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