火星表面可鉆井融冰取水 液態(tài)水謎團(tuán)仍難破解

　　原標(biāo)題：火星表面可鉆井融冰取水：將為人類生存提供保障

　　四海網(wǎng)訊  北京時間1月10日消息，據(jù)國外媒體報道，首批抵達(dá)火星的人類開拓者面臨的一個巨大挑戰(zhàn)是缺少水。

　　如果人類未來登陸火星，將需要飲用水、用水種植灌溉農(nóng)作物，甚至用于制造他們返程地球的火箭燃料，缺少可獲得的液態(tài)水是一個重大問題。然而，火星確實存在大量的冰層，美國宇航局最新研究報告稱，人們在火星表面鑿鉆水井，可以獲得充足的水資源，維持人類的生活。

　　2018年，科學(xué)家在火星表面發(fā)現(xiàn)埋藏在表面之下的冰川，這一“改變游戲規(guī)則”的進(jìn)展可能為第一批前往火星的游客提供無限的水資源。目前，火星表面侵蝕已暴露出8個冰點區(qū)域，其中一些冰點位置非常淺，僅距離火星表面1米之下，最深的冰點區(qū)域在火星表面之下100米，甚至更深。

　　“羅德里格斯水井”的原理是鉆探穿過地表直達(dá)冰下冰層，融化一些冰，形成一個水池，然后將水抽取出來。通過持續(xù)向地下水池泵入熱量，就逐漸形成一個蓄水池和一個持續(xù)供水系統(tǒng)�！　�“羅德里格斯水井”的原理是鉆探穿過地表直達(dá)冰下冰層，融化一些冰，形成一個水池，然后將水抽取出來。通過持續(xù)向地下水池泵入熱量，就逐漸形成一個蓄水池和一個持續(xù)供水系統(tǒng)。

　　火星勘測軌道器2005年分析數(shù)據(jù)表明，這些地下冰層是“純冰”。目前美國宇航局一項研究正在地球上模擬如何利用水井鉆探和融化冰層。美國德克薩斯州航空研究員史蒂夫·霍夫曼(Stephen Hoffman)表示，火星表面曾經(jīng)有大量液態(tài)水流動，但是人們普遍認(rèn)為火星表面現(xiàn)在已完全枯竭。

　　近期幾項研究表明，火星表面許多區(qū)域都潛在著大量水源，包括被認(rèn)為是未來人類任務(wù)的候選登陸區(qū)域。如果這些蓄水池能夠支持人類完成火星任務(wù)，那么未來火星任務(wù)可能出現(xiàn)顯著變化。目前這支研究小組在格陵蘭島對上世紀(jì)60年代初美國陸軍開采的“羅德里格斯水井”進(jìn)行研究，試著鉆探并采集地下冰層。

　　火星地下冰川是如何形成的?

　　研究人員表示，火星地下冰川以冰雪形式沉積很長時間，這些沉積物暴露的切面是相對純凈的水冰，表面覆蓋著幾米厚的水冰和巖石灰塵結(jié)合層。

　　火星含冰帶和色層變化，暗示著它是一層層形成，也許是隨著時間的積累逐漸形成了冰蓋。研究人員認(rèn)為，這些冰層形成的時間相對較晚，因為這些區(qū)域的表面看上去較為光滑。

　　如何鉆探火星水資源?

　　目前研究小組在格陵蘭島對上世紀(jì)60年代初美國陸軍開采的“羅德里格斯水井”進(jìn)行研究，從那時起這種鉆井技術(shù)就用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，其中包括阿蒙森·斯科特南極站。

　　“羅德里格斯水井”的原理是鉆探穿過地表直達(dá)冰下冰層，融化一些冰，形成一個水池，然后將水抽取出來。通過持續(xù)向地下水池泵入熱量，就逐漸形成一個蓄水池和一個持續(xù)供水系統(tǒng)。

　　研究人員稱，一些火星車具備鉆探能力，可以在火星表面鑿鉆發(fā)現(xiàn)水資源。研究人員稱，一些火星車具備鉆探能力，可以在火星表面鑿鉆發(fā)現(xiàn)水資源。

　　研究人員在報告中指出，通過對這些地下冰層提取水資源的技術(shù)回顧，我們發(fā)現(xiàn)一種在火星環(huán)境中似乎可行的方案：對火星表面碎屑層進(jìn)行鉆孔，通過加熱冰層區(qū)域形成一個地下水庫。

　　“羅德里格斯水井”通過鉆探地下冰層融化冰，從而形成一個水池，然后再從水池中將水抽出來。通過持續(xù)向池中泵入熱量，形成一個蓄水池和持續(xù)供水系統(tǒng)。

　　火星建造一個“羅德里格斯水井”每天可制造380升水!

　　每天制造380升水，這個數(shù)字接近于美國人均每天用水量，但卻是國際空間站宇航員人均每天用水量10倍。美國《科學(xué)》雜志近期發(fā)表文章稱，雖然長期以來科學(xué)家知道火星表面存在冰，但是更好地了解其深度和位置可能對未來人類探索火星環(huán)境是至關(guān)重要的。

　　研究報告合著作者、亞利桑那大學(xué)月球和行星實驗室謝恩·伯恩(Shane Byrne)說：“人類無論走到哪里都需要水，攜帶水非常沉重并且不方便。之前從火星提取人類可用水的想法是將水從非常干燥的火星大氣中提出，或者分解含有水的巖石。我們在火星表面之下發(fā)現(xiàn)掩埋著幾乎純凈的水冰。”

　　同時，他強調(diào)稱，我們并不需要高科技解決方案，你可以拿著水桶和鏟子采集你需要的水。并且這些火星冰點區(qū)域非常接近人類可能登陸的位置，而不是不適宜人類居住的火星極地冰蓋。

　　這些冰點區(qū)域位于火星北半球和南半球，緯度在55-58度之間，相當(dāng)于地球上的蘇格蘭或者南美洲最南端。研究人員認(rèn)為，火星地下冰層形成的時間相對較晚，因為這些區(qū)域表面看上去非常光滑，沒有天體碎片碰撞火星表面形成的隕坑。

　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星冰崖多數(shù)位于鄰近極地區(qū)域，在火星冬季一些殘骸會滑入寒冷黑暗的懸崖，并不適合建立長期人類營地。然而，如果能從其中一個地下冰川中鉆取樣本，研究人員就能了解火星的氣候歷史，以及火星上可能存在的生命。

　　研究人員使用火星奧德賽軌道器光譜儀、探地雷達(dá)儀，以及歐洲航天局火星快車軌道器，在冰崖斷層直接觀測到巨大地下冰層。同時通過觀察新碰撞隕坑，可以發(fā)現(xiàn)地下冰。

　　伯恩說：“這就像一個螞蟻農(nóng)場，你可以透過側(cè)面玻璃看到隱藏在地下的螞蟻巢穴。”科學(xué)家還未確定這些特殊冰崖最初是如何形成的。

　　然而，一旦掩埋的地下冰層暴露在火星大氣層，由于冰直接從固態(tài)升華為水蒸汽，冰崖在“消退”過程中很可能會變得更寬、更高。在其中某些區(qū)域，裸露在外的水冰沉積物厚度超過了90米。

　　美國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)學(xué)家科林·鄧達(dá)斯(Colin Dundas)說：“這種地下冰層的分布比之前認(rèn)為的更加廣泛。火星表面大約三分之一的區(qū)域都有淺層冰，它們記錄了火星近代歷史。我們在冰崖看到了冰層橫截面，這將對我們提供比以往任何時候更加詳細(xì)的3D視圖。”

　　研究人員利用火星勘測軌道器“小型火星偵察成像光譜儀”(CRISM)證實了觀測到的明亮物質(zhì)是冰凍的水，并非覆蓋在火星表面的薄霜層。之前研究人員使用火星勘測軌道器淺層雷達(dá)儀(SHARAD)測繪了火星中緯度地下水冰原地圖，估測地下冰層頂部至表面不到10米。

　　火星勘測軌道器副項目科學(xué)家萊斯利·坦帕利(Leslie Tamppari)稱，如果你在這些地點執(zhí)行勘測任務(wù)，可以沿著斜坡向下的巖層進(jìn)行取樣，這樣可以詳細(xì)洞悉火星氣候歷史。隨著時間的推移，火星液態(tài)水會發(fā)生什么變化：它們存在哪里?冰是什么時候沉積的?什么時候消退?這將是亟待揭曉的謎團(tuán)。