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20世纪70年代，当机器人任务首次登陆火星表面时发现了一个严酷、寒冷、干燥的景观。这有效地结束了人们对“火星运河”的猜测，以及火星上生命的可能性。但是随着我们探索火星的努力持续下去，科学家们发现了足够的证据，证明这个行星曾经有过流动的水。
这些深色、窄、100米长的条纹叫做“循环坡”，在火星上流淌的斜坡是由现代流动的水形成的。然而行星科学家的一项新研究表明，这些可能实际上是干流的结果。图片版权：NASA/JPL/University of Arizona
此外，科学家们也被反复出现的斜坡线(RSL)的出现所鼓舞，这被认为是季节性水流的迹象。不幸的是，美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的一项新研究表明，这些特征可能是干燥、粒状流动的结果。这些发现是另一个迹象，表明环境可能太干燥，不能让微生物生存。
这项研究名为“火星上反复出现的斜坡上的颗粒状流动，表明液态水的作用有限”，最近发表在科学杂志《自然地球科学》上。在美国地质调查局天体地质科学中心的科林·邓达斯博士的带领下，该团队还包括来自亚利桑那大学和杜伦大学的月球和行星实验室(LPL)的成员。
这个火星陨石坑的内部斜坡上有几条季节性的暗条纹，叫做“经常斜坡线”，即RSL，是由美国宇航局火星勘测轨道器上的HiRISE相机捕捉到的。图片版权：NASA/JPL-Caltech/UA/USGS
为了他们的研究，研究小组查阅了NASA火星勘测轨道飞行器(MRO)上的高分辨率图像科学实验(HiRISE)照相机的数据。同样的仪器负责2011年在火星南半球中纬度地区发现的RSL的发现。这些特征也被观察到在春末夏天和夏天出现在火星的斜坡上，然后在冬天消失。
这些流动的季节性特征被认为是一种强烈的迹象，表明它们是流动的咸水的结果，这是通过在遗址中发现水合盐而显示出来的。然而在重新审视了HiRISE数据后，邓达斯和他的团队得出结论，RSLs只发生 在陡峭的山坡上，足以让干燥的谷物下降——就像在活跃的沙丘上一样。
正如邓达斯在最近的NASA新闻发布会上解释的：“我们已经想到了RSL作为可能的液态水流动，但是山坡更像是我们所期望的干沙。对RSL的新认识支持了其他证据，表明今天的火星非常干燥。
邓达斯和他的同事们利用HiRISE的图像，构建了一系列坡度陡度的三维模型。这些模型结合了在10个不同地点的MRO识别的151个RSL特征。在几乎所有情况下，他们发现俄罗斯国立馆限制比27°陡峭的斜坡上，斜坡上每个流结束相匹配的模式出现在下滑干燥的火星和地球上的沙丘。
在像霍洛维茨陨石坑这样的地方，在火星上流淌的深色、狭窄的条纹被推断为季节性水流的原因。图片版权：NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona
从根本上说，沙流的末端是一个陡峭的角度，以一个不那么陡峭的“静止的角度”，而众所周知，液态水的流动是沿着不那么陡峭的斜坡延伸的。亚利桑那大学(University of Arizona)的HiRISE首席研究员、该研究的合著者艾尔弗雷德•麦克尤恩(Alfred McEwen)表示：“RSL并不会流向浅浅的斜坡，它们的长度与静止的动态角度是如此紧密地联系在一起，这不可能是巧合。
这些观测结果是令人失望的，因为火星赤道地区液态水的存在被认为是微生物生命的可能迹象。然而，与季节性的盐水流动相比，颗粒流的现状更符合火星的现代环境。鉴于火星的大气层非常稀薄和寒冷，很难确定液态水是如何在其表面生存的。
然而，这些最新的发现并不能解决围绕RSLs的所有谜团。仍然存在这样一个问题：这些大量的流动是如何开始和逐渐增长的，更不用说它们的季节性外观和它们在非活动状态下快速消退的方式。除此之外，还有水化盐的问题，这些盐已经被证实含有水的痕迹。
为此，该研究的作者提供了一些可能的解释。盐可以通过从大气中提取水蒸气来补充水分，这也就解释了为什么山坡上的斑块会经历颜色的变化。它们还表明，水化的季节变化可能会导致RSL grainflow的一些触发机制，在那里水被吸收和释放，导致斜坡崩塌。
美国宇航局的火星勘测轨道飞行器调查火星水循环。图片版权：NASA/JPL/Corby Waste
如果大气中的水汽是一个触发器，那么它就引出了另一个重要的问题，即为什么RSLs出现在某些斜坡上而不是其他的？正如Alfred McEwen - HiRISE的首席研究员和研究的合著者所解释：这可能表明火星上的RSLs和它们形成背后的机制可能与我们在地球上看到的并不完全相似。
RSL很可能是由火星环境所特有的某种机制形成的，所以它们代表了一个了解火星如何运转的机会，这对未来的地表探索非常重要。美国宇航局喷气推进实验室的MRO项目科学家Rich Zurek对此表示赞同，并解释：
对RSL的充分理解可能取决于对这些特征的现场调查。虽然新的报告表明，RSL还不够湿润，不适合微生物生活，但很有可能对这些地点的现场调查仍需要特别的程序，以防止在地球上引入微生物，至少在它们被定义为特征之前。具体地说，关于这些谜一样的特征如何变暗和消失的完整的解释仍然没有得到我们的理解。在一天的不同时间，遥感可以提供重要的线索。
在未来的几年里，美国宇航局计划在火星表面使用“火星2020”号探测器对火星表面的几个地点进行探索，其中包括一个计划中的采样返回任务。这些样本在被漫游者收集和储存后，预计将在本世纪30年代的某个时候被载人飞行任务取回，然后返回地球进行分析。
我们终于能够近距离研究火星的现代环境的日子即将来临，预计会发现一些非常惊天动地的事情！
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参考：NASA
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
