火星上首個穩定的液態水儲地曝光！《衛報》（The Guardian）報導，隸屬歐洲太空總署（European Space Agency，ESA）的火星探測衛星「火星快車號」（Mars Express）的雷達探測發現，在火星上「南極高原」地區一處冰層的底下，有著長約19公里的含水區。

液態水區約位於地表以下1.5公里，本次發現也讓人好奇火星地底是否孕育著微生物，不過，主導研究的義大利波隆納國家天文物理研究所學者奧羅塞伊（Roberto Orosei）表示，雷達畫面僅能代表火星上有液態水，除此之外的解釋皆「沒有根據」。奧羅塞伊和研究團隊的發現於25日登上《科學》（Science）期刊。

Far beneath the ice cap at Mars’s south pole lies a lake of liquid water—the first to be found on the Red Planet: https://t.co/VBue3BcEgn

— News from Science (@NewsfromScience) 2018年7月25日

雷達亮影　火星水影現蹤

本次發現液態水的過程中，研究團隊使用的儀器稱為「火星地底與電離層遙測雷達」（MARSIS），搭載於ESA的「火星快車號」衛星上。透過分析MARSIS自2012年至2015年的影像，發現雷達波穿透了火星南極的冰層後，明顯反射出地底下的水層。

據《衛報》，目前學界認為有不少跡象顯示火星在過去曾是水鄉澤國，最明顯的例子就是火星表面上的古老水流痕跡，推測是在數千百萬年以上前形成的。

2015年時，美國航空暨太空總署（NASA）曾透過光譜檢測畫面，聲稱有水在部份邊坡和谷地中流動，但這項說法在2017年遭到美國地質調查局（US Geological Survey）研究者反駁，稱NASA認為是水的畫面暗影應為流沙導致。

耗時數年　研究者：排除其他可能性

本次成果得來不易，最早的努力可推到迄今近15年前。據《國家地理雜誌》（National Geographic），MARSIS自2003年起就搭著「火星快車」衛星繞行火星，航行中會向行星表面發送低頻雷達波，穿透地底，直到碰上特定地理結構和邊界後反彈。透過分析反射回來的雷達波，研究者可一窺火星地底樣貌。
 

2008年時，液態水反射出的曙光首度照亮MARSIS的研究團隊。研究者發現在火星南極冰層底下有一塊明顯亮影。在地球上，雷達反射的亮影通常代表鹹水區，因此，研究者決定著重關注該地區。然而，往後多年內卻只蒐集到用處不大的成果，直到2012年，團隊才累積出宏觀結果。

Radar scans of Mars suggest that a stable reservoir of water lies beneath the planet’s south pole—and it's likely not the only one https://t.co/gh5n2XYoIN

— National Geographic (@NatGeo) 2018年7月25日

於是，自2012年起研究者花了3年的時間，經過29次衛星通行之後，取得了堪用的研究資料。「我們知道東西就在那裡，」研究團隊成員之一，羅馬第三大學副教授皮提內利（Elena Pettinelli）表示，「我們對底下的事物感到好奇，接著我們有足夠的固執，進行資料分析。」

《衛報》引述曾協助判定英國登陸火星飛行器「小獵犬2號」最後下落、英國萊斯特大學（University of Leicester）行星科學教授布里奇斯（John Bridges）表示，本次液態水的研究發現相當有說服力，並認為該研究「分析資料的過程嚴謹，確實有著良好的根據。」

研究團隊分析資料的方式確實展現科學精神。《國家地理雜誌》報導，科學家在做出結論前，更蒐集許多資料，為的是排除該光影是液態水以外（例如固態二氧化碳）的可能性。最後，透過與地球上雷達波的比較，科學家確信他們發現的是液態水。「我們反覆嘗試去摧毀那是水的可能性，」皮提內利說，「也因此，我們現在很有把握，也希望未來能透過其他資料近一步證實。」

高鹽份讓冰水維持液態　但不利生物生存

不過皮提內利認為，無法斷定火星地底的水體倒底是「地下湖」、還是遍布在交錯的岩縫中的「含水層」。皮提內利解釋，若該水體屬於開放水域，那麼可能就和地球南極上最大的冰下湖「沃斯托克湖」（Lake Vostok）構造類似。

科學家目前也無法判斷水體的深度，因為MARSIS儀器的雷達波動接觸到水面之後就反彈回來，無法觸及水體的底部。科學家僅能推測，含水區至少有1到2公尺深。可以確定的是，該水體的溫度極為冰冷，估計約為攝氏零下68度。雖然水溫低於零度，仍能維持液態而不結冰，原因在於地底壓力以及水中的高鹽類含量，這些鹽類以火星上富含的鎂、鈣、鈉化合物為主。

據《衛報》，縱使低溫高鹽的水並非理想的生物生長環境，但對於能適應高鹽份的微生物來說，不失生存可能。若微生物想在該地生活，最大的挑戰就是抵抗滲透作用，以防體內的水分因和環境鹽份比例的落差而大量向外流失，造成嚴重脫水。

「這絕對不是生物適合生長的環境。」奧羅塞伊表示。此外，布里奇斯也質疑該水體的狀況並不可能支持生命的產生：「我想這已經把潛在生命的包袱硬撐到快爆開的地步了。」

專精極端環境中生物狀態的倫敦帝國學院（Imperial College London）教授史提頓（Mark Sephton）則表示，雖然該水體位於火星表面底下極深，但反而對生命生長有利。由於火星表面不斷遭受強大的輻射，連細菌都難以存活，因此若火星上要有生命，只有在地底才有可能。「只要有可以利用的能量，以及營養或基礎元素的來源，就有可能形成生命。」《衛報》引述史提頓表示。

Huge underground lake raises prospects of life on Mars, say astronomers https://t.co/dXunNo61VC

— The Guardian (@guardian) 2018年7月25日

但史提頓也指出，雖然水中的高鹽份使其能維持液態，但也成為生存的挑戰。「若細胞外的鹽份濃度高於體內，就會自細胞內吸出水份，導致細胞脫水萎縮。若要適應，生命可以透過合成有機分子以阻止滲透過程，但仍有極限，若細胞內的鹽度過高，會妨礙體內的生物化學反應，導致死亡。」史提頓解釋，「因此火星上，讓水保持液態的因素，可能多少不利於形成生命。」
 

要能一探火星南極地底是否真有生命，科學家還得花上一段時間。「抵達該處、取得真有地底湖存在的證據並非易事。」奧羅塞伊表示，「這會需要帶機器人登陸火星、並能挖開1.5公里的冰層，所需的科技絕對超出目前所能取得的，有待未來發展。」

現階段，團隊的下一步將著重探查火星的其他地方是否也存在類似的水層。「沒有理由認定火星的地底水域只有這麼一處。」研究中寫道。