根据一项最新的研究，火星地壳中间岩石的微小裂缝和孔隙中蕴藏的水，可能足以填满整个火星表面。该研究提供了迄今为止火星曾存在海洋的最有力证据。这项名为《火星地壳里的液态水》的研究报告，由美国加州大学圣迭戈分校斯克利普斯海洋研究所和加州大学伯克利分校的三位学者共同撰写，周一已发表在《美国国家科学院院刊》上。

图为研究报告截图

该研究发现，火星岩石深处液态水储层的水量，可能足以覆盖整个火星且水深可达1英里(1.6公里)。

这项研究的数据，来自于美国国家航空航天局(NASA)的“洞察号”火星着陆器。该着陆器在2018年至2022年期间使用地震仪对火星内部进行了研究——通过测量地震波的传播速度，计算出它们可能穿过了哪些物质，例如是否存在充满液态水的深层破碎火成岩。

洞察号着陆火星表面的照片

这一发现揭示了火星地质历史的新细节。同时也表明，如果火星上有水的话，那么这也许将是在这颗红色星球上寻找到生命迹象的新起点。

这项研究的主要作者、加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所助理教授兼地球物理学家Vashan Wright在一份声明中表示，“了解火星水循环对于理解气候、地表和内部的演变至关重要。一个有用的出发点是确定哪里有水，有多少水。”

根据NASA其他研究任务和轨道飞行器观测到的古代湖泊、河道、三角洲和经过水冲刷的岩石等证据，火星在数十亿年前很可能是一个更温暖、更潮湿的星球。但这颗红色星球在30多亿年前失去了大气层，这实际上结束了火星的湿润时期。

科学家们迄今仍然不清楚火星为什么会失去大气层，因此设计了许多任务来了解火星上水的历史、水的去向，以及水是否曾在火星上创造出适合生命居住的条件。虽然目前不少水仍然以冰的形式存在于火星两极的极地冰盖上，但研究人员认为这并不能解释火星上所有水“消失”的原因。

现有的理论提供了几种火星水在火星失去大气层后可能发生的情况：一些人假设水变成了冰或流失到太空中，另一些人则认为水融入了火星地表下的矿物质中，或涓涓流入了地下深处的含水层中。而最新发现无疑表明，火星上的水向下渗入进了火星地壳中。

这项研究的数据和分析原理来自于观测火星的地震。虽然地震是在板块间移动、运动和相互摩擦时发生的，但随着火星不断收缩和冷却，火星地壳就像一块巨大的板块，上面有大量断层和裂缝。在“洞察号”火星着陆器于2022年12月任务结束前收集的4年数据，该着陆器共探测到1319次地震。

“洞察号”在火星上放置的第一台地震仪

Wright表示，地震波的速度取决于岩石的材质、裂缝位置以及填充这些裂缝的物质。研究小组利用这些数据将其输入岩石物理学数学模型中，该模型在地球上也用于绘制地下油田和含水层地图。结果显示，得到的数据与充满液态水的深层破碎火成岩最为吻合。

研究报告的共同作者、加州大学伯克利分校地球与行星科学教授Michael Manga在一份声明中表示，“确定火星上有一个巨大的液态水库，这给了解火星过去或可能的气候提供了窗口。”

“水是我们所知的生命所必需的。我不明白为什么（地下水库）就不是一个宜居的环境，”曼加补充道。“地球上也是如此——深不见底的矿井孕育着生命，海洋底部也孕育着生命。我们还没有在火星上找到任何生命存在的证据，但至少我们已经找到了一个原则上应该能够维持生命的地方。”

作者在研究报告中写道，如果火星的地壳在整个火星上都是相似的，那么地壳中部区域的水量，可能比“假设中的古代火星海洋的水量”还要多。

Wright指出，岩石有助于捕捉行星的历史信息，而了解行星的水循环可以帮助研究人员解开火星的进化之谜。虽然对数据的分析，尚无法揭示火星上过去或现在是否存在生命的任何信息，但湿润的火星地壳显然有可能适合生存，就像地球上的深层地下水适合微生物生命一样。

当然，研究也提到，未来探索火星的宇航员如果试图获取火星水，将会遇到一系列挑战，因为火星水位于地表下7到12英里(11.5到20公里)的范围内。即使在地球上钻半英里或更深的孔也是一项挑战，需要能源和基础设施的配合，因此需要将大量资源带到火星才能钻到如此深的地方。

对此，康奈尔大学天文系客座跨学科行星科学家兼天体生物学家Alberto Fairén表示，火星地表深处可能存在液态水的想法已经存在了几十年，而此项研究是围绕火星探测任务的真实数据，首次证实这种猜测。

Fairén本人没有参与这项研究。他认为，这种水很可能以“一种深层地下泥浆”的形式存在。

“这些新结果表明，液态水确实存在于今天的火星地下，不是以离散的、孤立的湖泊的形式存在，而是以液态水饱和的沉积物或含水层的形式存在，”Fairén称，“在地球上，地下生物圈确实非常广阔，包含了地球上大部分原核生物的多样性和生物量。一些研究甚至指出，地球生命的起源恰恰位于地下深处。因此，最终证实火星表面几公里以下存在液态水栖息地的天体生物学意义，确实令人兴奋。”