火星探测简史4（火星上有水吗？有湖泊和海洋吗？火星下雪吗？）

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火星上有水吗？这是火星探测的重要内容。水是生命之源，如果火星上有水，那么可能存在火星生命，也能为移民火星提供条件。

迄今为止，人类向火星发射了46颗探测器，逐步揭开了火星上过去和现在有无水的神秘面纱。

一、发现火星上曾经有水1、曾经有水

（1）1996年12月4日美国发射了火星探路者（Mars Pathfinder, MPF），于1997年7月4日在火星表面成功着陆。

着陆后，对一个488平方米的区域作详尽观察，科学家发现火星山谷平原暴发过多次洪水，并有众多由水冲击而来的圆形岩石，其中许多岩石沿同方向排列，表明它们受到同样水流的冲击。科学家推测当时洪水有数百公里宽，水流量为每秒100万立方米。

火星探路者号（图片来自网络）

（2）2003年6月10日美国发射了勇气号火星漫游车（Spirit，代号MER-A），2004年1月3日在火星南半球的古谢夫陨石坑成功着陆。

勇气号火星漫游车（图片来自网络）

2004年3月5日，勇气号第一次找到火星上曾有水存在的证据。它对一块名为“哈姆佛雷”的岩石进行钻孔。科学家在分析矿物质成分后认为，该岩石在形成过程中或刚刚形成之初曾有水渗入，矿物质随水分进入岩石，形成结晶并留在岩石内部。

2、曾经存在海洋

（1）1996年11月7日美国发射了火星全球勘测者（Mars Global Surveyor, MGS），于1997年9月11日进入绕火星运行的轨道，并开始对火星进行考察。

火星全球勘测者在还不到三年的时间里向地球发回了几千幅火星表面图像，并且对火星表面进行了2,700万次海拔高度测量。利用这些图像和数据，科学家们绘就了火星的一幅地形图。科学家发现北半球有最平整的表面，其他区域则是古老的高原，同时，科学家发现火星上有海洋的遗迹。

火星全球探勘者号绘制的火星地形图（图片来自网络）

（2）2003年7月8日美国发射了机遇号火星探测车（Opportunity, 代号MER-B），2004年1月25日安全着陆火星表面。

机遇号发现火星曾经温暖和湿润，存在过含有盐分的液态海洋。证据有：机遇号发现火星上有灰赤铁矿、化学成分独特的球状物体、岩石上一些扁平的小洞、岩石内部含大量的硫磺、黄钾铁矾等，这些都是海洋的遗迹。

这一发现还被《科学》杂志评为了2004年最大的科学突破。

机遇号拍摄的照片（图片来自网络）

机遇号拍摄的照片（图片来自网络）

（3）2003年6月2日欧洲发射了火星快车号（Mars Express）探测器，2003年12月抵达火星，进行环绕飞行探测。

火星快车号（图片来自网络）

2012年2月8日，火星快车号飞船发回了一些照片及其他数据，通过分析资料，科学家们发现火星北方平原上覆盖着一层低密度沉积物，这些沉积物是海洋的沉积矿床。

科学家们认为火星可能曾经覆盖过两次海洋，一次是40亿年前，当温暖的条件盛行时；另一次是30亿年前，当地下冰融化时。

3、曾经存在淡水湖

2011年11月26日美国发射了好奇号火星车（Curiosity），于2012年8月6日在火星盖尔陨石坑中心山脉的山脚下成功着陆。

2012年在盖尔坑着陆后，好奇号发现着陆点附近有一个深达5米的沟槽，其中存在热异常现象。好奇号对沟底的沉积岩进行了钻探分析，结果证实36亿年前那里曾经是一个至少存在了数万年的湖泊，湖泊长约50千米，宽约5千米。湖泊遗迹所在区域被命名为“黄刀湾”。

好奇号拍摄的照片：“黄刀湾”（图片来自网络）

科学家分析了从黄刀湾两块岩石样本中提取的粘土，发现湖底区域的pH值呈中性，盐度很低，说明黄刀湾曾经是一个淡水湖。而当时火星上的其它地区要么已经干涸，要么分布着含盐量高、不适合生命存活的酸性湖泊。

好奇号2014年8月7日拍摄的岩石断面，展现出了入湖口不远处湖床沉积物的特点。（图片来自网络）

二、发现火星上现在有水1、空气中有水

（1）前苏联于1971年5月19日发射的火星2号和1971年5月28日发射的火星3号都成功进入火星轨道，两个探测器共送回了60张照片及其他数据。根据数据分析结果表明火星大气含有比地球低5000倍的水蒸汽。

（2）2007年8月4日美国发射了凤凰号火星极地着陆探测器（Phoenix Mars Lander），于2007年5月26日登陆在火星北极平原瓦斯蒂塔斯-伯勒里斯上。

2008年5月31日凤凰号对高温炉中土壤进行加热时，发现凤凰号上的相机甚至在着陆腿上出现露珠，说明火星大气中含有水。

火星大气照片（图片来自网络）

（3）2008年9月29日美国宇航局宣布，凤凰号火星探测器有重大发现：火星上也下雪。不过探测结果表明，雪在落至火星表面前就蒸发挥散了。

2、火星上有冰

（1）2001年4月7日美国发射了火星奥德赛号（Mars Odyssey）探测器，于2001年10月23日进入火星轨道，一直运行至今。

火星奥德赛号探测器发现火星上存在大量冰。火星奥德赛号制作的火星表面氢分布的地图使科学家们发现了埋藏在地表之下的极地地区的大量水冰；在赤道地区的地表附近也发现了大量的散落分布的水冰。

火星南极冰盖（图片来自网络）

（2）2004年3月17日，火星快车号确定火星极冠有85%的干冰和15%的水冰。

火星北极冰盖（图片来自网络）

（3）2005年8月12日美国发射了火星勘测轨道飞行器(MRO)，于2006年03月10日进入火星轨道。

根据火星勘测轨道飞行器2009年雷达的测量报告显示，火星北极地区冰盖下的冰块的体积有821,000立方千米（197,000 立方英里）， 这等于地球上格陵兰岛冰块的30%。

3、火星土壤中有水

（1）2008年5月凤凰号在北极附近的永久冻土带采集和分析火星土壤样本，进行了5个月的成功探测，首次证实火星上确实有水存在。

凤凰号着陆器有一个高温炉和质谱仪的结合体：热量和挥发气体分析仪，用来分析火星土壤样品。机械臂于2008年5月31日首次接触火星土壤，挖掘的土壤样品被送到该仪器的高温炉中密封并加热。当温度加热到0摄氏度时，质谱仪检测到了水蒸汽，证实火星土壤中含有水冰。

（2）2013年9月，美国航天局好奇号火星车发现火星表面土壤按重量算约2%是水分。

4、存在液态水

（1）地表存在液态水

火星一直被人类科学家认为是一个荒凉的星球。但火星全球勘测者拍摄到的一些照片重新燃起科学家寻找火星生命迹象的热情，因为这些照片显示，火星表面最近出现了很多黑色条纹，科学家们猜测这很可能是液体流动造成的这表示，在这个冰冷、干燥的星球上大量流淌的液体背后，也许正隐藏着生命的迹象。

火星全球勘测者拍摄的照片（图片来自网络）

2005年8月12日美国发射了火星勘测轨道飞行器(MRO)，于2006年03月10日进入火星轨道。

火星勘测轨道飞行器高分辨相机在火星表面发现了季节性坡纹，这是一种颜色较暗（即反射率较低）的狭长条纹，在火星表面相当活跃。这说明，即便在远低于零摄氏度的低温下，火星上仍然存在富含高氯酸盐的卤水，并且具有一定流动性。

2015年9月，美宇航局行星科学家称，由MRO提供的地表特征数据表明，目前在火星表面存在流动的液态水。

（2）地下存在液态水体

2018年7月，《科学》抛出火星研究的新发现：火星南极冰盖下发现20公里宽的液态水体。

火星南极冰盖（图片来自网络）

《科学》杂志发表了意大利科学家Orosei领衔的团队的最新研究成果。他们分析了火星快车号探测器的雷达数据，发现火星南极的冰盖下1.5公里深处，有一个巨大而稳定的液态水体。这次发现的液态水体很大，宽20千米，相当于中蒙边境的贝尔湖的大小。

示意图（图片来自网络）

由此可见，火星上过去不但有水，而且有河流、湖泊和海洋；现在火星上空气中、土壤中都存在水，火星南极冰盖下还存在着液态的水体。

也许有一天人类可以有效利用这些水，让移民火星变成现实。