NASA發現火星存在液態水的證據分析

導語：本站天文訊 昨天北京時間23點30分，(美國東部時間上午11時30分)NASA在華盛頓總部召開新聞發佈會，揭示火星重大發現的結果。外界大致猜到答案，火星重大發現結果爲火星表面發現流動的液態水。證實存在液態水的證據是火星季節性坡紋中發現水合鹽類的光譜證據。

火星地表呈現的怪異黑色條紋

早在新聞發佈會舉行之前，很多人從NASA預告將出席發佈會的人員名單中，已經非常準確地猜到即將公佈的“重大發現”是什麼了。因爲參加發佈會的人員中有一位博士生Lujendra Ojha，他的出現給大家一個很強烈的信號，因爲正是他發現了火星上的季節性坡紋，表明火星上可能存在發現液態水流。

NASA本次新聞發佈會，源於Lujendra Ojha作爲第一作者發表在《自然·地球科學》上的一篇論文《火星季節性坡紋中發現水合鹽類的光譜證據》。這篇論文於今年4月22日投稿，經過一番審稿和修改之後，最終於今年8月21日被同意接收。9月28日，這篇文章被掛到網上在線發表。

簡單地說，這次發現的主要成果，就是利用搭載在火星勘測軌道器上的高分辨率成像科學設備(HiRISE)和緊湊型火星勘測成像光譜儀(CRISM)獲得的數據，發現了火星上存在水合鹽類的光譜證據。

光譜分析是行星遙感中的常用手段。由於每種元素都有自己的特徵譜線，因此根據光譜特徵可以識別目標物質的成分。Lujendra Ojha爲什麼能從光譜數據中分析出火星表面有水呢?

首先，他利用HiRISE獲得的高分辨率照片，識別出季節性坡紋所在的位置;然後，從CRISM的探測數據中提取這些位置及其周圍區域的光譜，繪製成下圖中的譜線。這些譜線中向下凹的地方稱爲“吸收峯”。由於季節性坡紋的光譜與水合鹽類物質的光譜具有相同的吸收特徵，推測季節性坡紋中存在水合鹽類;最後，根據季節性坡紋中光譜監測到的水合鹽類含量的變化，可以確定這些季節性坡紋是由水流作用形成的。

季節性坡紋發育地區的光譜分析

上圖中，a和b中的彩色方框爲光譜測量的區域;c爲光譜測量結果，不同顏色的譜線分別對應於a和b圖中不同的測量區域。d爲地面實驗室內測得的各種含水鹽類化合物的譜線。

由上圖可以看出，季節性坡紋中的物質在1.48微米、1.9微米和2.14微米處有明顯的吸收峯。其中，所有區域在1.9微米譜段都有明顯的吸收峯，這一位置的吸收峯與地面實驗室測得的高氯酸鹽的光譜特徵一致。

此前，高氯酸鹽類物質已經在火星上的多處地點被發現，這次的發現增加了火星上存在宜居環境的可能性，下一步NASA科學家致力於研究這些滷水的來源及其儲量。

火星Horowitz撞擊坑中央峯上的季節性坡紋活動及其光譜特徵

上圖中，a爲源自Horowitz撞擊坑中央峯基岩的季節性坡紋(HiRISE影像，攝於第28個火星年)，b爲同一HiRISE影像中另一中央峯上的季節性坡紋(比例尺同a)。c圖中的兩條黑色譜線分別爲CRISM測得的圖a和圖b中方框區域的光譜，彩色譜線爲火星土壤光譜與各種鹽類光譜混合的結果，從上到下依次爲火星土壤與高氯酸鎂、高氯酸鈉、高氯酸鈣的混合光譜。

火星上Hale撞擊坑中央峯的季節性坡紋及其CRISM光譜

a爲Hale撞擊坑中央峯的季節性坡紋，上北下南，太陽光從左側照入，影像源於HiRISE相機，攝於第31個火星年。b爲a圖中方框區域的紅外光譜。

火星上Coprates Chasma地區觀測到的季節性坡紋、衝擊扇及其CRISM光譜。

圖中，a爲Coprates Chasma地區源自基岩的季節性坡紋，黑色箭頭爲可能與水流作用相關的衝擊扇。b中的彩色方框與a爲同一區域。c中不同顏色的光譜對應a中方框區域的測量結果。