研究发现火星地下水和地下冰的情况打破了人们预期

物理学家将地震数据与岩石和沉积物的属性联系起来，对来自美国宇航局火星探测器任务的地震数据进行新分析，发现了几个大的惊喜。第一个惊喜是：在火星赤道附近的着陆点下方300米（1000英尺）的地表下几乎不含任何冰。

研究人员发现火星的地壳是脆弱和多孔的。沉积物的粘合度不高，而且没有冰或没有多少冰填充孔隙。他们于2022年8月9日在《地球物理研究通讯》杂志上发表了他们的分析。这些发现并不排除可能有冰粒或小冰球没有将其他矿物粘合在一起，问题是冰以这种形式存在的可能性有多大？

第二个惊喜与关于火星上水一个主要理论相矛盾。人们认为这颗红色星球在其历史早期可能孕育着水的海洋。许多专家怀疑，这些水的大部分成为构成地下水泥矿物的一部分。如果你把水与岩石接触，你会产生一套全新的矿物，如粘土，所以水不是液体。它是矿物结构的一部分。水也可能进入不具有水泥作用的矿物。然而，没有水泥的地表下应该没有保存生命或生物活动记录，水泥的本质是将岩石和沉积物固定在一起，保护它们免受破坏性的侵蚀。缺乏胶结的沉积物表明InSight在赤道附近的着陆点以下300米（1000英尺）的地方缺水。火星赤道上低于冰点的平均温度意味着，如果有水的话，条件会冷到足以冻结水。

许多行星科学家长期以来一直怀疑火星地表下会充满冰。尽管如此，在火星两极仍有大冰层和冰冻的地面冰。模型预测，在那个纬度应该仍然有冰冻的地面，下面有含水层。 2018年，InSight航天器在Elysium Planitia着陆，这是一个平坦、光滑、靠近火星赤道的平原。它的仪器包括一个地震仪，测量由火星地震和陨石撞击引起的振动数据。

研究人员可以将这一数据与关于地表的大量知识联系起来，包括火星地貌的图像和温度数据。表面数据表明，地下可能由沉积岩和熔岩流组成。然而，研究小组仍然必须考虑到地下属性的不确定性，如孔隙度和矿物含量。来自火星地震的地震波为它们所穿越的材料的性质提供了线索。可能的胶结矿物如方解石、高岭土、粘土和石膏影响地震速度。研究团队应用岩石物理学计算机模型来解释从InSight数据中得出的速度。模拟结果显示，地下主要由未加固的材料组成。

科学家们希望探测地表下层，因为如果火星上存在生命，那就是它的位置。火星表面没有液态水，而地表下的生命将受到保护免于辐射。继样本返回任务之后，美国宇航局未来十年的一个优先事项是火星生命探测任务，其目标是在高纬度地区钻进火星地壳两米（6英尺），在冰、岩石和大气聚集的地方寻找生命。