hello 悄悄的問下，昨天發(fā)送給大家我們的新版【App：博科園】你都有下載或更新嗎？

根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的鳳凰號(hào)(Phoenix)和維京號(hào)(Viking)著陸器以及“好奇號(hào)”(Curiosity)探測(cè)器先前的發(fā)現(xiàn)，同時(shí)根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)，如果火星表面存在液態(tài)水，很可能是與氯酸鎂鹽的鹽水混合物。西雅圖華盛頓大學(xué)地球和空間科學(xué)系的科學(xué)家們研究了火星上存在水和鹽的混合物，以找出火星表面最有可能是液體的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)比較了鹽溶液的蒸汽壓和吸水能力。結(jié)果表明與與氯化鈉或氯化鉀混合的水相比，與氯化鎂混合的水在火星上蒸發(fā)或結(jié)冰的可能性更小。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在2018年9月的《地球與行星科學(xué)快報(bào)》上。

在火星上發(fā)現(xiàn)高氯酸鹽的鳳凰號(hào)著陸器。圖片：NASA/JPL–Caltech/University of Arizona

氣體，液體和固體

博科園-科學(xué)科普：物質(zhì)的“三相點(diǎn)”是指它在氣、液、固三相共存的溫度和壓力。對(duì)于水來說，三相點(diǎn)是在0.01攝氏度(32華氏度)和6.12毫巴(約為地球表面氣壓的0.6%)。換句話說，你可以想象在三相點(diǎn)有一桶水，水以冰的形式存在，漂浮在一層液態(tài)水上，水蒸氣就在冰的上方，從冰中升華或蒸發(fā)。

與冰接觸的蒸汽對(duì)冰施加壓力，稱之為蒸汽壓力。雖然在火星上的一些赤道地區(qū)，最適宜條件可能剛好低于水的三相點(diǎn)，但在火星的其他地方，溫度通常遠(yuǎn)低于三相點(diǎn)，當(dāng)大氣壓低于液體的蒸氣壓時(shí)，液體就會(huì)蒸發(fā)。純凈的水會(huì)在稀薄的火星大氣下迅速蒸發(fā)，火星大氣大約是地球大氣的1%。

然而，鹽溶液不容易蒸發(fā)或凍結(jié)，因此更有可能在火星上保持液態(tài)。了解哪一種鹽和水的組合最可能保持液態(tài)，可以幫助我們找到在紅色星球上尋找液態(tài)水的證據(jù)，因此可能有生命存在。鹽溶液是吸濕的，這意味著它們善于吸收水。某些鹽類甚至可以吸收火星上的少量水。火星上有許多不同種類的鹽，如氯化物、硫酸鹽、氯化物和高氯酸鹽。根據(jù)各種著陸器和漫游者任務(wù)的數(shù)據(jù)，在火星表面到處都可以找到這些東西。2008年鳳凰號(hào)著陸器的熱演化氣體分析儀(TEGA)在火星北極地區(qū)的土壤樣品中發(fā)現(xiàn)了高氯酸鹽，濃度為0.4-0.6%。這促使科學(xué)家們重新分析20世紀(jì)70年代海盜號(hào)登陸任務(wù)的土壤樣本數(shù)據(jù)。

新的分析表明，維京登陸者在Chryse和Utopia Planitiae發(fā)現(xiàn)的土壤中含有濃度低于或等于0.1%的高氯酸鹽。然后在2013年，“好奇號(hào)”探測(cè)器在火星(SAM)儀器上的樣品分析發(fā)現(xiàn)，Rocknest的土壤樣品中含有高氯酸鈣。Rocknest是蓋爾隕石坑內(nèi)的一個(gè)地方。最近美國(guó)國(guó)家航空航天局火星偵察軌道器上搭載的小型火星偵察成像儀(CRISM)檢測(cè)到高氯酸鎂、高氯酸鎂和高氯酸鈉在循環(huán)坡面線內(nèi)。這些條紋是在溫暖的火星季節(jié)順坡而下的，有一段時(shí)間，人們強(qiáng)烈認(rèn)為它們是由流動(dòng)的水產(chǎn)生的。由于鹽，稀薄的大氣和寒冷的溫度，任何這樣的水都可能是咸而不是純的。雖然現(xiàn)在的結(jié)果表明，干物質(zhì)的流動(dòng)以某種方式產(chǎn)生條紋，但水仍然可能以液體的形式存在于火星表面的某個(gè)地方。

鹽混合

在火星環(huán)境中，哪一種氯酸鹽和高氯酸鹽最有可能溶解在水中？華盛頓大學(xué)Jonathan Toner和David Catling先前從鳳凰城的濕化學(xué)實(shí)驗(yàn)室模擬了數(shù)據(jù)，以了解不同的鹽在火星的冷凍溫度下的行為。發(fā)現(xiàn)土壤樣品中可能含有硫酸鎂、高氯酸鎂、高氯酸鈉、高氯酸鉀、氯化鈉和碳酸鈣。在最新的研究中，墨粉和Catling用這些鹽制成了溶液。發(fā)現(xiàn)在所有的鹽水混合物中，氯酸鎂溶液的蒸汽壓最低。這意味著它最不可能蒸發(fā)或凍結(jié)，也最可能吸收火星大氣中存在的低濕度。

維京2號(hào)俯瞰烏托邦的藍(lán)圖，最近對(duì)維京2號(hào)數(shù)據(jù)的重新分析顯示，它已經(jīng)檢測(cè)到高氯酸鹽。圖片：NASA/JPL

那么要在火星上找到液態(tài)水，科學(xué)家們是否應(yīng)該只在火星上尋找富含氯酸鎂的地方呢？火星土壤中的任何一種鹽都可能是鹽的混合物，因此測(cè)量這些混合物的性質(zhì)是很重要的。”根據(jù)鳳凰號(hào)探測(cè)器測(cè)量的土壤化學(xué)，碳粉說鈉和鎂氯離子是最有可能的，而鈣氯離子不太可能被發(fā)現(xiàn)。在火星上，氯酸鹽可能比高氯酸鹽含量高得多，研究結(jié)果表明，與高氯酸鹽相比，氯酸鹽通過潮解形成水的能力更強(qiáng)。吸收水分并溶解在其中[和冰融化]。

生命之水

這些鹵水中是否有足夠的水來維持微生物生命？對(duì)在高氯酸鹽和氯酸鹽溶液中生長(zhǎng)的極端微生物的研究表明，微生物可以在火星上可能存在的鹵水中存活。美國(guó)堪薩斯州威奇托州立大學(xué)的生物科學(xué)教授馬克·施內(nèi)格特領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，幾種耐鹽細(xì)菌，即耐鹽細(xì)菌，能夠在高濃度的氯酸鹽中生長(zhǎng)。到目前為止，已經(jīng)在氯酸鹽中培養(yǎng)出了超過一半(最低熔點(diǎn))濃度的細(xì)菌，而這正是我們?cè)诨鹦巧纤谕?。雖然我們還沒有證明微生物可以以所需的最高濃度生長(zhǎng)，但當(dāng)我們開始研究時(shí)，還不清楚微生物是否可以達(dá)到發(fā)現(xiàn)的0.6%的濃度?，F(xiàn)在超過25%，而且還在上升，已經(jīng)證明微生物在這些鹽條件下生長(zhǎng)，這些鹽在火星上很常見。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自：天體生物學(xué)期刊

參考期刊文獻(xiàn) :《 Earth and Planetary Science Letters》

DOI: 10.1016/j.epsl.2018.06.011

博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美