根据发表在 7 月 25 日《Science》的一篇文章，科学家首次确认，南极的冰川下面存在直径约20公里的大面积水域，这也是首个在这个“红色星球”上发现的湖。

科学家通过使用雷达从轨道上探测到了这个水域的存在，而且它很可能十分寒冷，并且含盐度极高，这也就意味着，它似乎不太可能有常规意义上的生命形态存在。

但是！这个重磅发现无疑会激发我们对火星更深层次的探索，无论是火星的生命存在、地质结构还是人类移民火星进程，都很有可能因此次发现翻开新的一页。

▼ 图为火星特快号对火星南极地区的探测效果图，其中深蓝色区域对应强信号反射，被认为是由冰层下的液态水造成。

真的是液态水？！

数十年来，人类一直认为水仅以气态和固态的形式存在于火星上。虽然近几年有证据间接表明火星上或许存在着季节性的液态水，但我们始终未能收集到决定性的观测证据。直到这一次，意大利航天局带来了他们在火星上找到液态水的研究成果。

根据意大利航天局的说法，他们在火星南极附近冰层下一英里处探测到大量稳定的液态水体。在探测中立了大功的探测设备是一种高级火星雷达，可用于探测地下和电离层结构，代号为“MARSIS”（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument）

▼ 图为从火星特快号的图像中，我们看不到南极冰盖（白色区域）下的液态水，团队在研究中所使用的数据由欧航局的火星特快号火星探测器提供。

此次的研究始于 2012 年 5 月，当时的软件升级使 MARSIS 能够获得更详细的数据。

具体而言，MARSIS 会向火星发射低频电磁脉冲，其中的一些脉冲会与火星表面及其下方的特征相互作用，并反射回 MARSIS，为科学家提供有关火星地质结构的信息。

虽然用 MARSIS 研究火星的极地区域听上去很简单（将仪器对准冰面，分析反射回的信号），但事实并非如此，因为 MARSIS 依赖于火星特快号探测器的行动，但探测器在特定极地地区（Planum Australe，Orosei 团队的重点调查地区）停留的时间极短。这意味着研究人员只能定期对该地区进行探测，而由于研究需要多次收集数据，团队需要花上数年时间才能清楚地了解该地区冰层下方是否存在着其他东西。

▼ 图为火星特快号火星探测器

在 2012 年到 2015 年期间，Orosei 的团队在大约 3 年半的时间里对火星的南极区域进行了总共 29 次探测，而数据分析的结果表明，雷达信号中存在着明显的异常。

该异常位于冰层下方约一英里处，宽约 12 英里，深数英尺的一片区域，由该区域反射回的信号与其他区域相比尤其强烈，十分罕见。

▼ 图为火星南极高原，图中黑框部分为研究区域。（图源：Science）

从之前对地球冰下湖泊的分析中科学家们可以得知，水比岩石或沉淀物对雷达的反射能力更强。而这个位于火星南极地带的区域的雷达信号与地球上的冰下湖泊非常类似。

研究人员也试图为这种强烈的反射寻找其他的可能性，例如，冰盖上方或下方有一层冰冻二氧化碳，或许也能造成类似的现象，但研究人员认为，这种解释或其他任何解释都不如液态水的存在更符合当前的观测。

“我不能 100% 证明它是水，但我也想不出除了液态水之外它还能是什么。可能是我缺乏想象，也可能是现在的数据还不足。”NASA 火星计划办公室的首席科学家 Richard Zurek 如此说道。但他也表示，如果有更多的雷达观测结果，科学家们可能得出其他的解释。他本人并未参与到该研究中。

▼ 图为论文第一作者 Roberto Orosei

　　研究团队的负责人、意大利国家天体物理研究所的射电天文学家 Roberto Orosei 则认为：“MARSIS 为探测液态水而生，而现在它已经做到了这一点。”

　　而这片水域的存在其实也引起了地球物理学家的注意。伦敦帝国学院的地球物理学家 Martin Siegert 认为，这个湖类似于格陵兰岛和南极洲几公里冰层下相互连通的水域。但是，火星上形成深湖的过程可能与地球的情况不同。

　　“这将开辟出非常有趣的火星科学研究领域，”Martin Siegert 说，他曾领导团队试图钻探西南极洲下的埃尔斯沃思湖。

▼ 图为火星探测器“好奇号”

不过，正如绝大多数的科学发现一样，此次成果仍有许多问题尚待回答。

比如说，在冰川之下负几十度的温度中，水是如何保持液态的？毕竟，解释火星南极存在水并不容易。在地球的极地地区的冰下湖泊，其表面覆盖冰层的压力可降低液体的熔点，而湖泊下面地热可对其提供热量。但火星内部已经停止地质活动，因此几乎没有地热，同时火星表面引力很弱，1.5 千米的冰的重量并没有使熔点降低太多。

对于这个问题，Orosei 团队给出的解释是，可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐溶解到了水中，降低了水的凝固点。“它们是主要的嫌疑人，”Orosei 说。

但高含量的盐和零下几十度的温度对任何试图在那里生活的微生物来说都不是什么好兆头。“如果火星的生命和地球的生命类似，这里对它们来说太冷太咸了。”Orosei 说。接下来，研究者还将继续寻找其他冰下湖并了解它们之间是否相连，以及是否还会有更深的地下水位。

巴黎-萨克雷大学的 ValèrieCiarletti 表示，湖泊也可能出现在较低纬度的温暖区，那里更适合活性微生物。“真正的大发现将是极地之外的更深处的水，”他说，他也是欧洲 ExoMars 火星车雷达探测器的开发者。

▼ 图为火星上的沙丘

还有一个问题是：未来，MARSIS 和其他航天器还能否在火星南部冰盖下方探测到更多液态水？

Orosei 认为，如果这个湖泊是唯一一处液态水库，则意味着现在的发现是一次奇怪的偶然，可能是地壳中一些不规则的热特性导致的。但是如果火星上有不止一个冰下湖泊，人类对火星的探索将发生重大改变。

比如说，如果人类能发现更多冰下湖，那就意味着火星上满足湖泊产生条件的地方不是那么的少见。当这些满足条件的地方在火星漫长的历史中得以保持，那么火星上的地下液态水或许能帮助我们了解火星早期的环境。

所以火星到底有没有生命？敬请关注下期龙媒快讯