火星的河床長(zhǎng)達(dá)多少米(火星有多少水500萬(wàn)立方公里的冰)

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昨天,歐洲航天局(ESA)的微量氣體軌道飛行器探測(cè)到火星水手號(hào)大峽谷中心區(qū)域存在大量的氫 。
如果這些氫都以水分子的形式存在的話,那么這意味著該區(qū)域?qū)⒂卸噙_(dá) 40% 的近地表物質(zhì)是水!

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ESA該任務(wù)的官推發(fā)了一條推文表示,“水庫(kù)很大,地下不太深,很容易被未來(lái)的探險(xiǎn)家利用”,于是網(wǎng)友們紛紛@馬斯克,讓他可以出發(fā)去火星了!
無(wú)論是流傳于網(wǎng)絡(luò)的圖片,還是火星探測(cè)器發(fā)回來(lái)的火星照片,我們都可以看到一個(gè)極其荒蕪的火星世界 , 就像地球的沙漠地帶一樣,這很容易給我們一種感覺(jué)——火星是一個(gè)極其缺水的世界 。
然而,事實(shí)可能并非如此,火星上的水比我們想象得要多得多,阻擋馬斯克前往火星探險(xiǎn)的也肯定不是水的問(wèn)題 。

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圖注:火星-下面的那個(gè)傷痕一樣的地貌正是水手谷
為什么火星有水如此重要?
在地球上,幾乎有水的地方就有生命 , 不管這水是滾燙的還是冰冷的,總會(huì)有生物能夠在里面茁壯成長(zhǎng) 。
從人們拿著望遠(yuǎn)鏡觀察火星開(kāi)始,人們就已經(jīng)認(rèn)為火星是一個(gè)充滿水的世界!這次發(fā)現(xiàn)大量水的地方——水手號(hào)大峽谷是太陽(yáng)系中最大的峽谷,它橫跨四分之一個(gè)火星 , 在地球上拿著望遠(yuǎn)鏡都有機(jī)會(huì)看到這個(gè)峽谷 , 在過(guò)去人們認(rèn)為這是火星的運(yùn)河 。
1965年,人類第一艘火星探測(cè)器——水手4號(hào)發(fā)射,在此之后,許多宇宙飛船被派往火星,它們有的飛過(guò)火星拍了幾張照片 , 有的進(jìn)入火星軌道,然后一直繞著火星軌道運(yùn)行,也有的從火星著陸了 。

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圖注:探測(cè)器鏡頭下的火星世界
然而 , 從這些探測(cè)器收集回來(lái)的信息來(lái)看,火星環(huán)境一點(diǎn)都不樂(lè)觀,這是一個(gè)寒冷、荒涼,空氣稀?。?我們地球人永遠(yuǎn)無(wú)法呼吸的地方 。
可就是這樣一個(gè)荒涼的世界,卻是茫茫宇宙中最有可能成為我們第二個(gè)家園的星球,也是最有可能存在地外生命的星球之一 。
但這一切都建立在火星是否含有足夠量的水上!
所以,對(duì)火星水的探測(cè)也一直都是大部分火星任務(wù)的主要內(nèi)容之一,天問(wèn)一號(hào)的主要任務(wù)之一也是探測(cè)火星的水,因此我們現(xiàn)在還算比較了解火星到底有多水 。

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圖為:科羅廖夫冰坑 , 含有2200km^3冰
火星有多少水?
由于寒冷 , 火星的水基本是以冰的形式存在!
在望遠(yuǎn)鏡的時(shí)代,人們就已經(jīng)觀察到火星和地球一樣擁有極地冰蓋 。
自20世紀(jì)60年代太空時(shí)代開(kāi)始以來(lái),火星探測(cè)器收集的圖像顯示出火星的地質(zhì)特征,其中一些也被證明那里以前是冰川 。
在過(guò)去的10多年里,來(lái)自探地雷達(dá)和其他軌道探測(cè)器的數(shù)據(jù),更是直接證明水冰存在于火星表面下的大部分區(qū)域 。
那么到底有多少水冰呢?

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【火星有多少水500萬(wàn)立方公里的冰 ?火星的河床長(zhǎng)達(dá)多少米】圖注:火星上被水沖刷出的鵝卵石
被廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)表明,目前已探明的僅火星表面或較淺地表深處就擁有超過(guò)500萬(wàn)立方公里的水冰,如果這些冰全部融化掉話,足以覆蓋整個(gè)火星35米的深度 。
然而,這些只是火星表面部分的水冰而已,更多地被認(rèn)為是在地下,因?yàn)槿绻裉毂┞对诨鹦堑乇?,水冰就不能長(zhǎng)期存在 。

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火星雖然距離太陽(yáng)很遠(yuǎn),但是在低緯度地區(qū)的夏天,溫度可以到27攝氏度左右 。
同時(shí)由于極低的大氣壓 , 只要火星的溫度開(kāi)始上升,表面的水冰會(huì)立馬升華——直接從固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣體而不融化 , 而進(jìn)入火星大氣的水很容易逃逸掉,而不是像在地球上一樣變成雨重新回歸大地 。
不過(guò)和地球一樣,火星的自轉(zhuǎn)也擁有一定傾斜度,所以越往兩極方向溫度就越低,水冰就越容易長(zhǎng)期保存 。

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圖注:火星高緯度地區(qū)水冰含量地圖
事實(shí)上 , 火星已探明的大部分水冰都在南北緯60°向極地方向的地區(qū)——幾乎任何這些地區(qū)的水冰濃度都超過(guò)20%,而極地的水冰濃度更是達(dá)到100% 。
在緯度低于60°的地方,地面的水冰變得零零碎碎,基本濃度沒(méi)有超過(guò)10%的地區(qū) 。

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圖注:火星低緯度地區(qū)含水地圖
很明顯,在火星低緯度地區(qū)找到水冰不是一件容易的事,或者說(shuō)找到水很難 。
水手號(hào)大峽谷是在火星的赤道地區(qū),如果這些地區(qū)的水冰濃度真的超過(guò)40%的話,確實(shí)意義重大 。
因?yàn)榈途暥鹊貐^(qū)更適合在未來(lái)作為人類著陸的安置點(diǎn) , 畢竟沒(méi)有多少人喜歡生活在冰天雪地的北極圈內(nèi)吧 。

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雖然對(duì)于火星而言水不是問(wèn)題,但對(duì)于馬斯克來(lái)說(shuō),現(xiàn)在就收拾行李飛往現(xiàn)場(chǎng)還為時(shí)過(guò)早,因?yàn)橹趁窕鹦歉静皇腔鹦巧纤膯?wèn)題 。
到目前為止,我們連火星土地的樣本都還沒(méi)有拿回來(lái)呢 , 所有的火星探測(cè)器買(mǎi)的都是單程票,更別說(shuō)載人過(guò)去了 。

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最后
不知道你有沒(méi)有想過(guò),現(xiàn)在低緯度的大部分地區(qū)都沒(méi)有水冰,那么以前的冰是如何到達(dá)低緯度地區(qū)的呢?
換一句話說(shuō),為什么會(huì)有大量的水冰出現(xiàn)在水手號(hào)大峽谷呢?
現(xiàn)在主流的科學(xué)認(rèn)為 , 火星上低緯度地區(qū)的水冰是火星最后一個(gè)冰河時(shí)代的遺跡 。
火星的自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于太陽(yáng)的傾斜會(huì)發(fā)生周期性的變化 , 當(dāng)傾斜度增加到40°或更多時(shí)(目前是25°,最高可達(dá)80°) , 極地地區(qū)會(huì)變暖,而冰雪將在赤道附近堆積 。
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