火星液態鹽水難尋蹤跡：探索紅色星球上液態水的可能性

根據發表於《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）的一項新研究，火星位於鹽水穩定性的極限邊緣；只有在最有利的環境條件和最低共晶溫度鹽類的共同作用下，鹽水才有可能至少在火星表面短暫保持穩定。

液態水是適居星球的關鍵先決條件。然而，火星上的低溫、大氣壓力和水蒸氣壓力等因素綜合起來，意味著在那裡發現的任何液態水很可能會立即凍結、沸騰或蒸發，因此其存在的可能性不大。

然而，行星研究人員仍在努力論證火星上存在液態水的可能性。

其中，被稱為「反覆出現的斜坡紋線」（recurring slope lineae）的季節性深色條紋尤其引人關注。

當溫度高於零下23攝氏度（零下10華氏度）時，這些特徵會在火星的幾個地方出現，而在較冷的時候消失。它們常常被描述為可能與液態水有關。

這項新研究卻給人們近期能在火星的反覆出現的斜坡紋線、永久凍土或鹽水中找到液態水的想法潑了冷水。

阿肯色大學的研究員、主要作者文森特·謝弗里耶博士表示：「仔細觀察反覆出現的斜坡紋線後發現，它們的行為與沙塵流一致，並不需要水就能形成。」

其他研究人員認為，鹽水（如地球海洋般含有高濃度鹽類的溶液）可能是在火星上找到液態水的關鍵。鹽水可以在低得多的溫度下才凍結，而且火星上有大量的鹽類。

在這些鹽類中，高氯酸鹽似乎最有希望，因為它們具有極低的共晶溫度（即混合物的熔點低於任何單一成分的熔點）。

例如，高氯酸鈣鹽水在零下75攝氏度（零下103華氏度）時才會凝固，而火星赤道的平均表面溫度為零下50攝氏度（零下58華氏度），從理論上講，可能存在一個區域，高氯酸鈣鹽水可以保持液態，尤其是在地下。

謝弗里耶博士和他的同事、月球與行星研究所的蕾切爾·斯蘭克博士，接著審查了支持和反對鹽水可能形成穩定液體的所有論據。

他們表示：「各種限制因素，包括最有希望的鹽類含量相對較低、水蒸氣壓力和冰的位置等，都嚴重限制了火星表面或淺層地下鹽水的豐度。」

「而且，即使形成了鹽水，以地球的標準來看，它們仍然極不適合居住。」

「儘管存在這些缺點和限制，但火星生命有可能適應了這些鹽水，而且一些地球生物也可能在其中生存，這是行星保護需要考慮的因素，因為在這種情況下，火星上今天可能就存在生命。」

「因此，原位探測鹽水仍然是探索火星的主要目標。」

展望未來，作者們認為接下來的障礙將是改進探測少量鹽水所需的儀器，更準確地找出尋找鹽水的最佳地點，以及能夠在火星條件下進行更多的實驗室測量。

謝弗里耶博士說：「儘管我們盡了最大努力去證明其他可能性，但火星仍然是一個寒冷、乾燥且完全不適合居住的沙漠。」

文森特·F·謝弗里耶 與 蕾切爾·A·斯蘭克。2024年。《火星液態鹽水的難捉摸本質》。《美國國家科學院院刊》121(52): e2321067121；doi: 10.1073/pnas.2321067121