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火星南极冰盖下可能有液态湖泊

webmaster 2020-10-2 14:151294 人围观 原作者: webmaster

简介 :根据2012到2015年的雷达探测数据,火星南极冰盖下很可能存在液态水的湖泊。今年9月28日《自然·天文学(Nature Astronomy)》的一篇论文报道了欧空局(ESA)的最新研究成果,他们的研究结果更加肯定了此前的发现,并 ...
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图1 火星南极冰盖资料图

根据2012到2015年的雷达探测数据,火星南极冰盖下很可能存在液态水的湖泊。今年9月28日《自然·天文学(Nature Astronomy)》的一篇论文报道了欧空局(ESA)的最新研究成果,他们的研究结果更加肯定了此前的发现,并且发现在中央湖泊周围可能存在更多小的水池。

对火星南极的探测是利用欧空局发射的火星探测器进行的,这个探测器上安装了雷达探地装置,根据雷达反射波可以大致测定火星南极冰盖顶部和底部的形状——雷达波的第一次反射是冰盖顶部反射的,第二次反射则是冰盖底部反射的。由当前掌握的探测数据可以发现,火星南极冰盖底部非常平坦光滑,这样的地貌如果出现在地球上,则可以十分肯定地证明是一个地下湖泊,事实上地球南极冰盖下的盐湖就是用这种方法测定的。之所以现在还不能十分肯定这项成果,原因是火星南极冰盖下的温度为零下70摄氏度,在这样的温度下几乎不可能存在液态水。

对于这个问题,天文学家给出了不同的猜测:最简单的一种说法是这个地下湖是一个盐湖,高浓度的盐使得这个湖泊处于液态;但有反对意见认为,这么低的温度即使是盐湖也会被冻结。另一种意见认为这个地下湖泊可能是在火山的熔岩室里形成的,虽然火星表面温度很低,但在熔岩室内可以得到地热的补充从而使其地下湖保持液态。还有一种意见认为,火星的自转轴也是倾斜的,因此火星上也有季节变化,温度并不是一直这么低,因此在火星表面温度较高时,地表热量会传递到地下使其地下湖泊处于液态。而且盐湖的冻结温度与融化温度不同,融化成液态的湖泊重新冻结需要更低的温度。最极端的一种看法认为,这个液态的湖泊可能就是象玻璃那样的液态(非晶态)。因此最新的发现还不能算是对这个问题的最后一击。

研究火星上是否存在水,实际上是想知道火星上是否存在生命。天文学家的看法是,如果火星上曾经存在过生命,那么其南极冰盖下的地下湖泊可能就是这些生命最后的栖息地,也是现在最有可能发现火星生命的地点。

(本站摘编自sciencenews.org网站)
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已有8条评论

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  • 关于流体力学知识在火星上的应用,可能最直观及最常用的一个原理应该也就是用伯努利方程来解释火星上沙尘暴的产生(及变化)了。当然地球上也有沙尘暴,但地球上还有许多、许多其它更常见及重要的现象需要解释。火星上的沙尘暴则是主要现象。附吸在地表的沙尘是如何克服重力(火星表面的重力比地球小很多)及附吸力而被抬升起来的呢?若用伯努利方程来解释,则我们知道,边界层的风速是随高度增加的,进而根据伯努利方程风速越大的区域则压力越小,从而沙尘的抬升力就是地表风速差所产生的向上的气压梯度力。这个原理也与射流元件的原理类似。
    2020-10-3 09:57 引用

    9月14日,麻省理工和曼彻斯特以及卡迪夫大学联合宣布,在金星大气层中发现疑似生命代谢才会产生的磷化氢气体,使得金星生命这一古老的话题开始重新推上了热搜,因为自19世纪开始,金星人一直就是各种科幻题材中的主角!

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    但最近披露的一项发现表明,NASA很可能在1978年就发现了金星可能存在生命这一事实,为什么NASA一直没有公布?他们到底隐瞒了什么?

    尘封四十多年前的金星大发现

    自9月14日在《自然天文学》上公布的发现后,金星生命再次进入公众的视线,并且引发了一波又一波的热议,而最近NASA公布将在2026年再探金星则成了圆梦之旅!

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    但加利福尼亚州Cal Poly Pomona的生物化学家Rakesh Mogul和同事在NASA金星探测的数据库中发现,早在1978年访问过金星的先驱者13号取得的数据中就已经有磷化氢存在的踪迹了!

    先驱者13号金星探测计划

    对于先驱者计划可能大家都比较熟悉,因为最早就在先驱者十号和十一号放置了指示地球位置的铝牌,目的地是外太阳系,这让很多反对和外星人接触的朋友捶胸顿足,似乎它们正随着先驱者携带的铝牌按图索骥,找到地球了!

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    但先驱者系列也有访问内行星的探测器,比如1号、2号和12号以及13号,取得金星生命数据的正是13号,在西方人印象中13总是不祥之兆,比如阿波罗13号就因为氧气罐爆炸导致任务失败,不过最终宇航员还是回到了地球,而先驱者13号居然在金星取得了生命数据,却没有被公布!!!

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    先驱者探测器到达金星

    先驱者2号和13号组成了联合探测器,前者在轨道上工作到1992年,后者则携带了一大三小四个探测器,深入金星大气层内部,分析金星大气组成!轨道器携带了探测金星地形的雷达,观测金星大气等离子体以及大气各层反射的太阳光等。深入大气层的探测器则大型大气探测探头和三个小型探测器组成。

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    先驱者13号探测器首相将大型探测器(LNMS)穿过金星大气层下降,之后则分离出三个小型探测器(没有降落伞),在其坠入死亡温度之前向地球传回金星大气数据,而大型探测器(LNMS)则对大气进行采样,通过质谱仪分析这些样品!

    大发现失之交臂

    当时质谱仪是分析未知物质化学性质的典型技术,但很可惜当时关注焦点完全不在磷化氢气体,而是金星大气层中的其他化学物质,比如会引起温室效应的酸性气体和二氧化碳等!当加利福尼亚州Cal Poly Pomona的生物化学家Rakesh Mogul和同事重新检查来自金星中低云层(大约距离金星地面40-60千米,科学家认为此处有一个适合生命生存的区域)的数据时,意外地发现了看起来非常像磷化氢气体的信号!

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    并且他们已经确认了当时发现的数据中存在磷的信号,不过LNMS的设计并非用来发现磷化氢之类的重气体,但在先驱者13号传回的数据中和《自然天文学》在9月14日发布的非常接近!这将让当时负责此项研究的科学家懊恼不已,原本整个伟大的发现可以提前将近半个世纪!

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    上图是加利福尼亚Cal Poly Pomona的生物化学家Rakesh Mogul发表arXiv上的论文首页截图,有兴趣的朋友可了解下!

    金星发现生命为何会引起轰动?

    金星原本是最有生命希望的星球,因为它直径只比地球小了600多千米,对于1.27万千米直径的天体来说,几乎就一样大了,而在上世纪六十年代以前,金星人的种种传闻几多,据说神棍乔治·亚当斯基还会见过金星人,不过很幸运他在探测器到达金星前就去见上帝了,要不然这脸的烧成90度!

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    因为金星探测器发现金星表面温度高达摄氏465度,大气压90多个,这明显不是生命能存在的地方!不过后来发现金星大气层上方大约60千米的位置,存在一个富含氧气和温度适宜的区域,这里温度20-30摄氏度,假如人类能在此处建造一个云城,那么这里的气候将十分舒适!

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    NASA当年的飞艇云城计划

    而这就是金星生命仅存的区域,而理论上它们必须永久性地待在这里,如果掉落金星表面,那么必将万劫不复,而能长时间保持在此处不沉降,那么只能是微生物,可能以某种酸性气体为代谢的方式存在,而金星大气层中永不停息的超流体运动,则是它们维持在此处的原因!

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    不过到现在为止仍然未能证实,而哈佛大学超级大嘴巴的天文系主任阿维·勒布则称可能是路过地球大气层顶的彗星将地球生命带到了金星,也有天文学家称这是上世纪的前苏联和美国的金星探测器带过去的,当然在真相揭开以前,一切都有可能!


    (来自百度星问答计划创作者“星辰大海路上的种花家”)




    2020-10-3 10:38 引用
    coolboy 发表于 2020-10-3 09:57
    关于流体力学知识在火星上的应用,可能最直观及最常用的一个原理应该也就是用伯努利方程来解释火星上沙尘暴 ...

    前几天的另一项发现是金星大气中发现磷化氢的痕迹,据推测金星大气中有可能有微生物形态的生命存在。虽然比发现金星人要令人失望一些,但如能确认,也将是首次发现地外生命的大事了。
    2020-10-3 10:46 引用
    周华 发表于 2020-10-3 10:46
    前几天的另一项发现是金星大气中发现磷化氢的痕迹,据推测金星大气中有可能有微生物形态的生命存在。虽然 ...


    只是可能而已。
    从元素周期表中可看出,磷与氮在同一列,具有类似的化学性质。氮化物或磷化物的存在与生物相关,但并非绝对。地球上的“固氮”过程主要是生物固氮为主,但雷电等导致的高温固氮过程也有贡献。金星有厚实的云层,自然会有强对流及对应的雷电过程。与其说磷化氢的存在表明金星可能存在生命,不如说磷化氢的存在进一步证实了金星大气中存在雷电过程。

    2020-10-5 02:18 引用
    coolboy 发表于 2020-10-5 02:18
    只是可能而已。
    从元素周期表中可看出,磷与氮在同一列,具有类似的化学性质。氮化物或磷化物的存在与 ...

    说的对,其实我觉得如果金星存在生命最大可能应该是在它的地下存在,地下可以存在一个与金星大气隔绝的空间,然后由地热提供能量。如果是在它的大气顶端存在生命,则这些生命只能靠光合作用生存,难度要高的多,概率也必然小的多。
    2020-10-5 09:52 引用
    周华 发表于 2020-10-5 09:52
    说的对,其实我觉得如果金星存在生命最大可能应该是在它的地下存在,地下可以存在一个与金星大气隔绝的空 ...

    由于厚实二氧化碳大气的温室效应,金星地表面的温度是比较均匀的750K。热传导效应只会使得金星地面以下的温度(大大)高于750K。金属锡、铅、铝的熔点分别是505K、601K、933K。很难想象在一些金属都熔化了的环境之下还会有生命存在。
    2020-10-7 21:44 引用

    当年前苏联空间科学外星球探测研究最多的就是金星(因为距离地球最近)。为了精确测量金星大气的垂直温度分布,接连有三次从到达金星上空的空间探测器上释放温度仪。测得的温度随着高度逐渐降低而增加,直到570K左右突然中断。苏联科学家自然推测“突然中断”即表明温度仪触碰到了地面,故声称金星地面的温度为570K。但美国科学家测得的地面温度是750K,故对苏联的570K大加质疑,认为是苏联产的温度仪的材料不过关。信号在570K左右突然中断并非是温度仪触碰到了地面,而是温度仪部件在高温下失灵了。之后对温度仪进行改进,苏联后来的观测也得出了金星地面温度是750K的结论。
    2020-10-8 03:24 引用
    coolboy 发表于 2020-10-8 03:24
    当年前苏联空间科学外星球探测研究最多的就是金星(因为距离地球最近)。为了精确测量金星大气的垂直温度 ...

    这样的话金星上存在生命的概率基本为零,即使要做地球化改造,其难度也大大高于火星,所以还是先探测火星吧
    2020-10-8 16:05 引用

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