对于世人来说，2008年是地球上水量骤多骤少的一年。当干旱和洪灾占据着每个人的心里，有一些人却将目光投向数千里外的报道，因为凤凰号火星着陆器在我们的姐妹星球上降落了。
在19世纪，当天文学家瞥见火星表面的运河存在痕迹时，人们对于火星的想象开始变得活跃起来。科学家们思索着这颗红色星球上存在生命的可能性，与此同时，艺术家和幻想家们进一步地拓展了这种想法，像H.G. Wells，他在1898年的著作《世界大战》中描绘了想象中火星人征服地球的场景。随着时间的推进，科学家们的发现将人们的期望逐一打破，但一些问题仍旧存在：火星是否有过生命？它的条件能否支持人类移民？这两种情况都要依赖液态水。
图解：几十年来，像Echus Chasam这样的地貌特征始终俘获着科学家和幻想家们的想象，火星表面的峡谷是否由火星水蚀刻出来的呢？
ESA/GETTY IMAGES NEWS/GETTY IMAGES
经历了14次成功的火星任务后，2005年NASA成功发射火星侦察轨道器，彼时这些问题依旧盛行着。但是当科学家们将轨道器拍摄的火星高分辨率3D图像与1999年拍摄的相比较，他们发现了一些不同寻常的东西。在两次拍摄期间，火星表面沟壑中出现了明亮的、深藏的条痕。由于山洪可以剥离土壤并在土地上留下新的沉积物，一些观测者认为他们找到了证明火星上存在液态水的有力证据，也因此火星具有养育生命的潜力。
因为我们所认知的生命——即使是最奇异的物种——都依赖于液态水，科学家们设想液态水也是外星生命的必需品。火星有充足的水量，但大部分都是冷冻或蒸气的形式。比如，冰覆盖着火星两极，陨石坑的沙丘上也分布有固体冰。
但是直到火星侦察轨道器开始围绕火星运转以及凤凰号火星着陆器降落在它的表面，大多数人认为即使火星曾经有过液态水，它日后也不会有了。火星表面的大气和温度都使得这一想法变得不可能。火星上极度干燥，它与太阳遥远的距离使得它的温度保持在22到-124华氏度（-5.5到-86.7℃之间）。
然而，火星上的液态水并不需要与地球上的相同。比如，如果液态水是强酸性的，它就会有更低的凝固点，从而在严寒气候中也保持液体状态。但火星上的液态水是从哪里来的呢？还有能够形成火星沟壑中条痕的其它原因吗？请翻到下一页。
火星侦察轨道器
图解：高分辨率成像科学实验（HiRISE）相机拍摄的火星上沟壑图像
NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA
当突然出现的深条痕使许多科学家兴奋不已，一些人开始质疑山洪理论。对沟壑的进一步分析表明，它的形状与高速运动的水流所形成的并不匹配。形成的指状沉积物表明一些像细沙的颗粒状和干燥的东西冲击过山谷。然而，沟壑的形状并没有完全推翻有液态水存在的可能性。即使沟壑是被细沙蚀刻的，潮湿的条件也可能引发山体滑坡，或者少量的水可能与泥沙混合形成泥浆。
首次引发科学家的猜测的图像来自高分辨率成像科学实验(HiRISE)，一种能够捕捉到微小地貌细节和地质结构的相机。它是组成火星侦察轨道器的六种设备之一，它的任务是寻找水存在的证据。科学家们希望该任务还能够探明火星的气候和地质特征。但轨道器的科学有效负荷主要集中于寻找H2O上。
目前为止，读者可能已经认识到轨道器并不是寻找零散的水洼或是科学家们在以前的火星调查中遗漏的水体。取而代之的是，轨道器的相机和光谱仪在探寻液态水留下的矿物沉积。发声器通过雷达去寻找地下的液体积存。其它的相机监控云和尘暴。来自火星侦察轨道器的所有信息通过X波段和Ka波段无线电波传达到地球，并由澳大利亚堪培拉的太空网络天线接收。
在过去，轨道航天器已经在火星上观测到两种水合矿物：三十五亿年前火星水与岩石复合形成的层状硅酸盐，以及三十亿年前由蒸发形成的水合硫酸盐。然而，在2008年，火星侦察轨道器发现了以水合二氧化硅（也称蛋白石）的形式存在的新的水合矿物。这些最新发现的矿物是在水暴露于受陨石和火山活动影响的区域时形成的。这些发现在以前估算的基础上削减了十亿年，表明火星可能在至少二十亿年前就已经有了液态水。
轨道器也返还了粘土矿物沉积的证据，这些矿物只能由岩层断裂以及早期火星历史中液态水对地貌的改变而形成，科学家认为在这颗行星遥远的过去，流动的火星地下水形成了这些裂缝。
在过去的几年中，火星侦察轨道器并不是红色星球上唯一的“间谍”，当轨道器从太空观测火星时，凤凰号火星着陆器进入了火星的大气层，来探查火星的地表条件。
为什么是水？
我们常常倾向于将水和它的性质视为理所当然的，但水其实是一种不同寻常的化合物。大多数行星科学家都认同的是，液态水对于生命而言是必需的。但是为什么呢？这种强大的溶剂能够轻松溶解各种分子，使得营养物质和新陈代谢能够循环进行。
凤凰号火星着陆器
图解：这位艺术家的作品描绘了凤凰号火星着陆器在火星表面上工作的场景
IMAGE COURTESY NASA-JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA
2008年5月，火星接受了来自地球罕见的访问。凤凰号火星着陆器在过去从未开发的远北端地区降落来研究火星水。这些信息能够帮助科学家更好地判断火星究竟能否像我们所知道的一样支持生命繁衍。毕竟，如果出现了火星上的人工任务，可利用水的存在可能意味着宇航员在星际跋涉中少了一项需要配备的事物。
着陆点是主要探测区域，由于北极区域干旱的土壤层下有大量的固态水。凤凰号通过它的机械臂在地表挖掘，收集土壤和固态水的样本，然后分析其内容。这听起来小菜一碟，但地球科学家需要花费两天时间才能成功地部署机械臂并准备挖掘任务。
尽管着陆器肢体的每一个动作都要花费许多时间和努力，但凤凰号成功了。它证实了土壤中存在固态水，在火星的天空中捕捉到了降雪，并发现了粘土和碳酸盐的证据。最后一项发现是尤其值得瞩目的，因为地球上的大多数的粘土和碳酸盐仅在液态水存在的条件下形成。
着陆器还发现了有机盐存在的证据，是一种叫高氯酸盐的物质。一些专家认为这一发现扼杀了火星上存在生命的设想，因为这种盐能够快速分解有机化合物。但另一些人仍旧怀揣希望，他们指出地球上的一些细菌物种能够分解高氯酸盐。火星上的生物可能会与这些细菌相似吗？
这并不是科学家在展望未来火星任务中的唯一新问题。凤凰号还通过尖锐的温度电导探针来检测空气中水蒸气含量的波动。令人困惑的是，这些水分并没有结合在极度干燥的土壤中。
原计划在火星表面上执行长达三个月的任务，NASA对任务进行了两次更新，即使十月寒冷的气候迫使科学家开始关闭着陆器系统，它仍然不断将数据发送回地球。在火星上度过寒冬大多意味着着陆器会被冻结并埋藏在固态二氧化碳中，但NASA希望在温度回暖到足以运作系统以及太阳能电池板重新收集能量时能够重新启动着陆器。
如果凤凰号没有在火星春天的灰烬中苏醒，NASA不得不再等待几年才能在火星地表设置新的电子眼。下一次火星任务将在2013年执行发射，届时MAVEN——火星大气与挥发性演化航天器，将前往红色星球并通过其方式研究火星的大气层。火星的大气十分稀薄，暴露的水分只能以固态或者液态形式稳定存在。科学家们希望MAVEN能够更好地揭示火星水的过去以及火星上是否存在任何形式的生命，但就目前而言，我们所知道的是火星上确实存在水，但不是以液态形式存在。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. science-徐啖鬼- SARAH DOWDEY & ROBERT LAMB
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