火星地下鹽水湖的新解釋，科學家：那不是水

科學家指出過去火星南極地下發現的液態鹽水湖可能是其他東西，據新分析，這片「地下湖」可能是由冰凍黏土礦物──特別是含水鋁層矽酸鹽組成，又或是成形的蒙脫石黏土層。

幾年前，科學家從「火星特快車」雷達探測儀MARSIS收集的數據發現火星南極冰帽下，有塊區域強烈反射雷達訊號，這與巨大的地下湖泊反應一致。後續研究表明，此區還發現另外三個強烈訊號，這些現象表明火星可能適合極端微生物、化學合成微生物居住。

▲ 過去發現的火星地下湖訊號及相對位置。（Source：USGS Astrogeology
Science Center, Arizona State University, ESA, INAF）

但仍有科學家質疑，火星真的非常非常冷，對地下大型液態水庫來說，即使是飽和鹽水的冰點較低，溫度還是太低了，水不可能以液態存在。研究團隊認為合理的解釋是，「冰凍的固態黏土可產生反射訊號」，這結論取決於理論建模、實驗室測量和遙感觀測。

近50%火星表面有蒙脫石成分的黏土礦物，尤其是南部高地比例更大，好奇號已在探索的古老湖床遺跡看見蒙脫石沉積，還有大量證據顯示，至少超過1億年前，火星南極曾有液態水。

研究團隊認為蒙脫石黏土可能是這時期形成，隨後埋在南極冰帽下，黏土層失去的任何冰都會從上面冰帽或下面凍土補充，所以一直保存至今。研究小組使用火星富含的鈣蒙脫土樣品驗證假設，凍結至230K（-43℃），並測量介電係數，發現與MARSIS數據一致。此外還使用模型估計MARSIS在不同情況可觀測到的回傳功率，並再次發現蒙脫土是訊號反射的合理解釋。

考慮到最近火星地質和火山活動線索，如果火星內部是熱的，液態水說法仍然可成立，但現在不知道南極下是否真有火山活動，而蒙脫石黏土提供不需額外驗證的答案。研究發表於《地球物理研究快報》。