火星上发现八处厚冰层，有望揭示火星气候史学术资讯

▲NASA火星轨道勘测器（MRO）的高清晰度科学实验成像相机上，在增强色视角下，一个地下冰的横断面暴露于陡坡上，显示为图中亮蓝色部分。整个场景大约为550码宽，陡坡位于图像中三分之一处，从水平地面往下约140码。

研究人员使用美国宇航局的火星轨道勘测器，在火星地表下发现了八处厚冰层暴露于侵蚀的斜坡上。这八处陡坡，陡峭倾斜至55度，揭示了更多之前探测到的位于火星中纬度地区内部层状结构地下冰层的信息。

这些冰很有可能由很久之前的雪沉积而成。这些沉积在横断面中显示为相对纯粹的冰，其上层是一至两码厚的与冰层粘合的岩石和尘土。这些沉积的冰层隐含了火星气候变化历史的线索；同时，相较于以前，在未来机器人或人类的火星探测任务中，使用冷冻水可能性更高。

研究人员使用高清晰度科学实验成像照相机，准确定位并研究了这些陡坡点，并将其发现发表于1月12日的《科学》杂志上。这些地点均分布在火星南北半球，纬度在55度至58度之间，相当于地球上苏格兰或者南美洲的南端。

该研究的主要作者是亚利桑那州弗拉格斯塔夫镇美国地质调查局天体地质学科学中心的科林•邓达斯。“这些浅层的冰仅在火星表层之下三分之一处，它们记录了火星最近的历史。”科林说，“我们看到的是这些冰的横断面，它提供了三维视图，比以往任何时候都详细。”陡坡直接显示出那些闪光地方为巨大的地下冰层。“今天发布的这一发现为我们提供了一个惊喜的窗口，我们可以正好看到这些厚厚的地下冰层。”该论文的合作者，来自亚利桑那大学月球和行星实验室的肖恩•伯恩说：“这就像一个蚂蚁养殖场，你可以透过侧面的玻璃，了解到隐藏在地下的东西。”

科学家们尚未确定这些奇特的陡坡最初是如何形成的。然而，一旦被掩埋的冰暴露在火星的大气层中，陡坡可能会因为冰的退缩而越来越宽、越来越深。这是因为冰在升华过程中会直接从固体形态变成水蒸气。在八个陡坡中，部分暴露的沉积冰厚度超过100码。火星轨道勘测器上的紧凑型勘测成像光谱仪（CRISM）对其中一些陡坡进行了检测，证实这些闪亮的材料是冷冻水。一项使用奥德赛热辐射成像系统照相机所进行的表层温度检查，帮助研究人员证实了他们所看到的不仅仅是一层覆盖地面的薄霜。

此前，研究人员使用火星轨道勘测器的浅层雷达SHARAD在火星中纬度地区绘制了大量的地下冰层，并预估该冰层顶部距离地表不足10码。而最新的冰层陡坡研究证实，在有些地区，富含冰的地层距离地表仅有一到两码的距离。

这项新的研究不仅表明，地下冰在较广的范围内位于地表薄层之下；还确定了八个可以直接获得冰的地点，这些地点相较于火星基地冰帽，条件并不那么恶劣。“宇航员们基本上可以带着水桶和铲子，去那里获取他们所需要的水。”伯恩说。

此次所发布的冰除了具有潜在资源价值外，还具有科学价值，因为它保留了火星气候变化长期模式的证据。在过去的几百万年里，火星的旋转轴与地球差异很大。如今，两颗行星倾斜度几乎一样。当火星倾斜更多时，气候条件可能有利于中纬度地区冰层的积聚。邓达斯和合著者称，部分陡坡条纹和颜色的变化“可能伴随着在不同气候条件下冰和尘土比例变化”。

今后火星地面的任务将会寻求更多的信息。“如果你在这些地点沿陡坡不同层向下取样，你会得到详细的火星气候历史。”来自加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室的火星轨道勘测器副研究员莱斯利如是说。“这是整个故事的一部分，随着时间推移，火星上的水发生了什么：它去哪里？冰什么时候堆积？何时消退？”

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编译：周晓丹审稿：alone 编辑：程建兰

来源：https://www.sciencedaily.com