NASA上周神神秘秘地暗示自己在火星上有了大發現，會在美國東部時間9月28日上午11時30分召開新聞發布會公布這一發現——但是，熟悉NASA的人都知道，這種神秘兮兮的把戲最後拋出來的肯定不是你們想要的了！還記得上次NASA的「大新聞」嗎？只不過是在已有的上千顆地外行星上加了幾百顆，其中有一顆比以往更可能是石頭做的而已。

這次也一樣：當然是大發現，只是不是你們想要的那種大發現。想接受劇透的洗禮？往下看。

不過，眼見和NASA關係密切的電影《火星救援》即將在北美上映，這邊廂NASA就賣起了火星的關子，有網友忍不住吐槽：你們是不是在火星上發現了馬克‧沃特尼（《火星救援》的主人公）？

半小時後，NASA的發布會就會開始了。他們要說的是什麼呢？其實就是一篇新論文……

在剛剛發表在《自然‧地球科學》上的一篇論文中，研究者稱他們了現今火星上存在液態水的證據。是的，是現今的液態水，不是很久以前的水，也不是冰（後兩者我們早知道了）。

可惜，這水不能直接喝：這是「滷水」，還不能用來滷蛋。

故事最早發生在2011年。當時亞利桑那大學的本科生盧金德拉‧歐嘉（Lujendra Ojha）在研究NASA高解析度影像實驗（High Resolution Imaging Science Experiment，HiRISE）獲取的影像時，發現了一些窄而且低反射率的條帶。這些條帶比周圍要暗40%，像是小型的溝壑。這種溝壑一般寬在5米以下，長度各異，最長可以達到1.2千米。

灰色狹長部分顯示的便是火星地表的小型溝壑。圖片來源：NASA/JPL/University of Arizona

迷之溝壑

這種溝壑發育在比較陡峭的山坡上（坡度大於25°），有季節性的變化，一般在火星的春末開始發育或生長，在初冬之後變小或消失，往復如此。

歐嘉和同事把這種像溝壑一樣的東西命名為「季節性斜坡紋線」（Recurring slope lineae，RSL）。RSL不僅呈現季節性變化，在一天之內也會有明顯的變化，比如一天最大可以延長20米。

火星RSL的年際變化。A圖所示是一個隕石撞擊坑，周緣發育了一系列的RSL，黑色箭頭指示了一些RSL的位置。A圖中下方的方框為B~E各圖所反映的位置。B圖是28火星年（MY）夏末的RSL發育情況，C圖是29火星年初春RSL衰退後的情況，C圖是晚春時節RSL重新發育，D圖是初夏RSL的情況。圖片來源：參考文獻[3]

隨著越來越多的RSL被發現，它們的分布規律也越來越明顯。早期僅在南半球32°至48°之間發現有RSL，隨後在火星南北半球的低緯度地區也確認了12個RSL分布區，最北的一個位於北緯35°。可以明顯看出，南半球的RSL更多。此外，RSL多發育在山坡的向陽面。

黃色點是RSL分布的區域，可以明顯看出主要分布在南半球，而且在較暗的地區（反射率低）圖片來源：參考文獻[2]

火星上為什麼會有RSL，它們又為什麼會有這些變化呢？對這種現象有好幾種解釋，其中一種認為RSL可能類似於火星兩極沙丘上二氧化碳季節性的解凍（Defrost）。在火星兩極的沙丘下，存在著冰凍的二氧化碳。它們在夏季會解凍，衝出沙丘產生沙流，在沙丘上留下溝壑一樣的東西。

但是，火星的中低緯度地區溫度比較高，不存在封凍二氧化碳的條件。所以，這種現象還有另外一種解釋：這可能是火星表面的液態水流所致。

由於火星表面的溫度比地球低不少，通常被認為不適合液態水存在。但是，在RSL發育的地方，溫度普遍高於250K（相當於-23.15℃），一般在273K以上。

如果有鹽類溶解到水中（即滷水），水的凝固點可以被顯著降低，最高可以降低80K。此外，鹽類的存在還能顯著降低水的蒸發率，並能吸收大氣中的水分以維持自身。也就是說，RSL可能是火星地表的鹽水溶液流動形成的。

但是，以上解釋在此前都只是推測——直到這項最新的研究為火星表面滷水的假設提供了有力的證據。

新的研究結果表明，RSL（圖中暗色細紋）的形成源於流淌在火星表面的滷水。NASA/JPL/University of Arizona

光譜證據

在這項新發表的研究中，研究人員利用集成火星普查光譜儀（Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars，CRISM）獲取了RSL發育地區的影像。由於不同的物質對光的吸收和反射能力不同，通過定量分析不同波段光在某位置被吸收和被反射的程度，並與已知物質的光譜特徵相比較，研究人員就能推測火星表面該位置上的物質的成分或組成了。

研究者提取了影像上RSL發育地區的光譜，把它與實驗室測得的不同礦物或混合物的光譜作了比較。一般來說，如果礦物中存在有分子水（H2O）或OH團，就會在光譜曲線上特定的波段形成強烈的吸收波谷。而他們在RSL發育地區的測量結果中恰恰也有這樣的特徵吸收波谷存在。

RSL發育地區的光譜分析。a和b分別是所測量像元的位置；c圖示測量結果，不同顏色分別對應於a和b圖中不同顏色的框，黑線是擬合曲線。d圖是實驗室不同的含結晶水的礦物的測量結果。可以看出，在1.48μm、1.9μm和2.14μm處有明顯的吸收波谷。圖片來源：參考文獻[1]

綜合多個對比研究結果，由於火星上不同RSL發育地區的光譜特徵和高氯酸鎂、氯酸鎂、氯化鎂以及高氯酸鈉的光譜相符合，研究者認為在RSL發育地區含有這些易溶於水的礦物。以往的探測發現火星表面普遍存在這類可溶性的鹽類，RSL區域的礦物很可能是這些鹽溶於水後再沉澱富集而成的。

簡而言之，上述結果提供了現今火星上存在液態水的有力證據，而且這種水是滷水。

那麼問題來了：

水從哪裡來？

目前為止，這個問題尚沒有確切的答案。RSL主要分布在中低緯度地區，發生在溫度較高的季節，多在向陽的山坡上，而且那些地方表面比較暗（對太陽光的反射較弱）。

一種假說認為RSL的水可能來源於冰。但是，中低緯度、夏季、向陽，這種地方的冰會很快會發或流失，不大可能為RSL提供所需的水。

形成RSL所需的水從哪裡來？目前還沒有確切的答案。圖片來源：NASA/JPL/University of Arizona

另外一種觀點認為，水來自於空氣——當然不是直接來自空氣，而是通過一些礦物的潮解（deliquescence）把空氣中的水固定下來。一些礦物容易能夠自發吸收空氣中的水，如常用作乾燥劑的氯化鈣，研究人員在RSL中發現的氯酸鎂等礦物也具有吸水性。當溫度較高時候，這些礦物吸附的水就會釋放出來，成為液態流水，形成RSL。但問題是，火星大氣中的水能夠支撐形成如此多的RSL嗎？不一定。

南美洲阿塔卡瑪沙漠在智利安托法加斯塔一帶的地質條件，一直被認為近似於火星地表，那裡極端乾燥，能有微生物活躍的唯一環境便是存在潮解鹽類的地區。那麼，如果RSL的形成確實和高氯酸鹽的潮解有關，那麼它們的存在可能就為生命在近地表提供了一個潮濕的環境——這些地區，將是未來火星生命探索的一個方向。

（編輯：Calo）

參考文獻：

Ojha. Lujendra, et al. McEwen, Alfred S., et al. Recurring slope lineae in equatorial regions of Mars. Nature Geoscience (2015)

McEwen, Alfred S., et al. Recurring slope lineae in equatorial regions of Mars. Nature Geoscience 7.1 (2014): 53-58.

McEwen, Alfred S., et al. Seasonal flows on warm Martian slopes. Science333.6043 (2011): 740-743.

Matthew Chojnacki, What's Seeping on Mars? Recurring Slope Lineae. Planetary.org

轉載請註明來源：今天頭條