一篇新的论文发现了更多的雷达信号，表明存在地下“湖泊”，但很多都位于水无法保持液态的寒冷地区。

2018年，科学家们利用来自欧洲航天局(ESA)火星快车(Mars Express)轨道飞行器的数据宣布了一个惊人的发现:雷达仪器从这颗红色星球的南极反射的信号似乎显示出一个液态地下湖。自那以后，又宣布了几次类似的发现。

ESA(欧洲航天局)的火星快车飞过了这颗红色星

在发表在《地球物理研究快报》杂志上的一篇新论文,两个美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的科学家分析更广泛的火星快车数据之后,发现南极周围的数十个类似的雷达反射特征，但许多人认为那里实在太冷不应该存在液态水。

“我们不确定这些信号是不是液态水，但它们似乎比最初的论文发现的要广泛得多，”喷气推进实验室的Jeffrey Plaut说，他是轨道飞行器MARSIS(火星地下和电离层探测高级雷达)仪器的联合首席研究员，设备由意大利航天局和喷气推进实验室联合建造。

“要么火星南极下普遍存在液态水，要么这些信号表明了其他一些东西。”

冻结时间胶囊

最初被解释为液态水的雷达信号是在火星上一个被称为南极层状沉积物的区域发现的，该区域被称为水冰、干冰(冻结的二氧化碳)和尘埃的交替层状沉积物，这些沉积物已经在那里停留了数百万年。

据信，这些岩层记录了火星地轴的倾斜是如何随时间变化的，就像地球倾斜的变化在整个地球历史上创造了冰期和温暖期一样。当火星的轴向倾角较低时，积雪和层层尘埃就在该地区堆积，最终形成了今天在那里发现的厚厚的层状冰盖。

通过向冰面发射无线电波，科学家们可以窥视这些冰层下面的细节，绘制出它们的地图。无线电波在穿过地下物质时会损失能量，当它们反射回航天器时，它们的信号通常较弱。但在某些情况下，从这一区域的地下返回的信号比地表的信号更亮。一些科学家将这些信号解释为存在强烈反射无线电波的液态水。

Plaut和亚利桑那州立大学的博士生Aditya Khuller在喷气推进实验室实习时参与了这篇论文的研究，他们并不确定这些信号表明了什么。这些假定包含液态水的区域跨度约为6至12英里(10至20公里)，位于火星南极的一个相对较小的区域。

Khuller和Plaut将搜寻类似的强无线电信号的范围扩大到横跨整个火星南极地区的MARSIS 15年数据的44,000次测量。

这些彩色的圆点代表了探测器在火星南极帽发现的明亮的雷达反射点，这些反射点之前被解释为地下液态水。

意想不到的“湖泊”

分析显示，在比以往任何时候都更大面积和深度范围内，出现了几十个额外的明亮雷达反射。在一些地方,他们从表面不到一英里,那里的温度估计是- 81华氏度(- 63摄氏度),所以寒冷的水将被冻结,即使它包含咸的矿物称为高氯酸盐可降低水的冰点。

Khuller在2019年的一篇论文中指出，研究人员计算了该地区融化地表下冰所需的热量，发现只有最近地表下的火山活动才能解释南极下可能存在液态水。

“他们发现，要使这些水保持液态，需要双倍的火星地热热流，”Khuller说。“获得这么多热量的一种可能方式是通过火山活动。然而，我们还没有真正看到南极近期火山活动的任何有力证据，所以火山活动似乎不太可能让整个这一地区存在地下液态水。”

如果它们不是液态水，如何解释这些明亮的反射呢?科学家不能肯定。但他们的论文确实为科学家提供了该地区的详细地图，其中包含了火星气候历史的线索，包括各种形式的水的作用。

“我们绘制的地图让我们离理解这些令人困惑的雷达反射的范围和原因又近了一步，”Plaut说。

原文作者：

Andrew Good —Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.

Karen Fox / Alana Johnson —NASA Headquarters, Washington