火星快车在梅杜赛福萨地层发现大量水沉积的证据

汪雨甘捍

这张地图显示了形成MFF的冰丘内的估计冰量，表明富含冰的沉积物厚达3000米。致谢:行星科学研究所/史密森学会

（）据欧洲航天局：被风吹动的灰尘堆，还是冰层？欧空局的火星快车重新访问了火星最神秘的特征之一，以澄清其组成。它的发现表明，水冰层在地下几公里处延伸——这是地球上这一地区发现的最多的水。

15年前，火星快车号研究了梅杜赛福萨地层（MFF），发现了深达2.5公里的巨大矿床。从这些早期的观察中，尚不清楚这些沉积物是由什么组成的——但新的研究现在有了答案。

发表在《地球物理研究快报》上的这项新研究和2007年的第一项研究的主要作者、美国史密森学会的托马斯·沃特斯说:“我们利用火星快车火星雷达的最新数据再次探索了MFF，发现沉积物比我们想象的还要厚:厚达3.7公里。”“令人兴奋的是，雷达信号与我们预计从层状冰中看到的信号相匹配，并且与我们从火星极地冰盖看到的信号相似，我们知道那里富含冰。”

如果融化，锁在MFF的冰将覆盖整个地球1.5至2.7米深的水层:这是火星这一地区发现的最多的水，足以填满地球的红海。

交替的冰层

MFF由几个直径数百公里、高数公里的风雕地貌组成。这些特征发现于火星高地和低地的交界处，可能是火星上最大的单一尘埃来源，也是火星上最广泛的沉积物之一。



火星梅杜塞窝地层的位置。图像：ESA

来自火星快车的初步观察显示，MFF对雷达来说相对透明，密度较低，这两个特征都是我们在冰沉积物中看到的。然而，科学家们不能排除一种更干燥的可能性:这些特征实际上是风吹尘埃、火山灰或沉积物的巨大堆积。

“这就是新雷达数据的来源。考虑到它的深度，如果MFF只是一大堆灰尘，我们预计它会在自身重量的作用下变得紧密。”意大利国家天体物理研究所的合著者安德里亚·奇切蒂说“这将创造出比我们在火星上实际看到的密度大得多的东西。当我们模拟不同无冰材料的行为时，没有什么可以复制MFF的特性——我们需要冰。”

相反，新的结果表明是灰尘和冰层，上面覆盖着一层几百米厚的干燥灰尘或火山灰保护层。

未来的探索和合作

尽管火星现在看起来是一个干旱的世界，但火星表面充满了水曾经丰富的迹象，包括干涸的河道、古老的海洋和湖床以及水雕刻的山谷。我们还在火星上发现了大量的水冰储存，例如巨大的极冠、赤道附近的埋藏冰川以及穿过火星土壤的近地表冰。

赤道附近的大量冰——比如那些被怀疑潜伏在MFF干燥地表下的冰——不可能在地球目前的气候下形成。它们一定是在前一个气候时期形成的。

“这项最新的分析挑战了我们对梅杜赛福萨地层的理解，提出的问题和答案一样多，”欧空局火星快车和欧空局地外火星示踪气体轨道飞行器（TGO）项目科学家高林·威尔森说。“这些冰沉积物形成于多久以前，当时的火星是什么样的？如果被证实是水冰，这些大量的沉积物将改变我们对火星气候历史的理解。任何古代水的水库都将是人类或机器人探索的迷人目标。”

这些冰冷的MFF沉积物的范围和位置也将使它们对我们未来的火星探索具有潜在的巨大价值。前往火星的任务将需要在火星赤道附近着陆，远离富含冰的极地冰盖或高纬度冰川。他们需要水作为资源——所以在这个地区找到冰几乎是人类在这个星球上执行任务的必要条件。

“不幸的是，这些MFF矿床被数百米的灰尘覆盖，使它们至少在未来几十年内无法进入。然而，我们发现的每一点冰都有助于我们更好地了解火星的水以前流过哪里，以及今天可以在哪里找到它。”

火星快车绘制了几公里深的水冰图，而火星轨道飞行器TGO号则提供了近表层水的视图。这个轨道飞行器携带着弗伦德仪器，该仪器正在绘制火星土壤最上层一米处的氢——水冰的指示器。弗伦德在2021年发现了火星水手谷内一个面积相当于荷兰的富氢区域，目前正在绘制浅水矿床在红色星球上的分布情况。

“总之，我们的火星探测器正在揭示越来越多关于我们的行星邻居的信息，”科林补充道。