來(lái)自太陽(yáng)的第四塊巖石，火星早已捕獲了大眾的想象力和科學(xué)興趣。幾十年來(lái)，探索這顆紅色星球的機(jī)器人一直在回想著一個(gè)充滿驚人美景的陌生世界的照片。

山脈比珠穆朗瑪峰高三倍，峽谷比大峽谷長(zhǎng)五倍，火星是冒險(xiǎn)旅行者的天堂。由于其塵土飛揚(yáng)的氣氛，隨著季節(jié)而變化的極地帽，以及大約24小時(shí)的天數(shù)，火星在地球上足以召喚人類游客。

作為NASA的下一個(gè)重要任務(wù)，InSight著陸器準(zhǔn)備在11月下旬降落，看看有關(guān)火星尚未解決的一些最大的謎團(tuán) - 包括我們?cè)谌祟愄ど匣鹦峭寥乐翱赡苡肋h(yuǎn)不會(huì)知道的一些事情。

液態(tài)水今天在火星上流動(dòng)嗎?

今天的火星大氣層非常寒冷和稀薄，表面上的液態(tài)水應(yīng)該蒸發(fā)或凍結(jié)在土壤中。然而，四十多年來(lái)，火星太空船拍攝了數(shù)百個(gè)干涸的河道和峽谷的照片，這些河道和峽谷可能是在遙遠(yuǎn)的過(guò)去被快速流動(dòng)的水雕刻而成。

那么所有的水都去了哪里?科學(xué)家認(rèn)為，這些被侵蝕的特征可能會(huì)在火星溫暖和潮濕的時(shí)候遺留下來(lái)，并且其中一些可能仍然被鎖定在地下，如冰或甚至是深層液體儲(chǔ)層。

俯視火星的軌道飛行器已經(jīng)顯示出大量的冰水凍結(jié)在行星的兩極。2015年，來(lái)自美國(guó)宇航局火星偵察軌道器的圖像顯示出強(qiáng)有力的證據(jù)表明液態(tài)水可能在現(xiàn)代火星表面間歇性地流動(dòng)。根據(jù)軌道飛行器的數(shù)據(jù)，研究人員在許多陡峭的火山口斜坡上發(fā)現(xiàn)了水合礦物的化學(xué)指紋，此前曾發(fā)現(xiàn)過(guò)神秘的黑色條紋。

在溫暖的季節(jié)，有可能的火星水會(huì)在這些山丘上流動(dòng)，當(dāng)它變冷時(shí)會(huì)消失。但是，如果不仔細(xì)研究，很難確定這些反復(fù)出現(xiàn)的特征是否確實(shí)是由水或簡(jiǎn)單的干污流造成的。

與此同時(shí)，歐洲的火星快速軌道探測(cè)器使用地面穿透式雷達(dá)探測(cè)行星南極冰蓋下19公里長(zhǎng)的湖泊的跡象?？茖W(xué)家認(rèn)為，地下湖因其集中的海水性質(zhì)而能保持液態(tài)?？茖W(xué)家們表示，火星可能在其極地地區(qū)散布著許多如此大的水庫(kù)。尋找他們并弄清楚如何獲得他們的賞金對(duì)于將來(lái)訪問(wèn)火星的潛在人類探險(xiǎn)家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

為什么北半球光滑，南半球嚴(yán)重隕坑?

在20世紀(jì)70年代，美國(guó)宇航局的維京飛行任務(wù)首次完成了對(duì)火星地形的全面調(diào)查。從那以后，科學(xué)家一直在為這個(gè)星球?yàn)槭裁从袃蓚€(gè)面而感到困惑：北半球比南半球的高洼高地更平坦，更低，海拔高度在4.8到8公里之間。

理論認(rèn)為，內(nèi)部地質(zhì)過(guò)程，如地幔中的熱對(duì)流，可能形成了火星現(xiàn)今的特征。由于這個(gè)全球盆地充滿了巨大的海洋，這個(gè)行星的北半部也有可能隨著時(shí)間的推移而磨損。

然而，其他研究對(duì)這種奇異的二分法提出了更為暴力的假設(shè)：也許是一顆大小的小行星，大小與地球的月球大小相撞，在 39億年前撞擊了地球的南極。這種毀滅性的影響可能是火星上的一個(gè)決定性時(shí)刻，攪動(dòng)了一個(gè)巖漿海洋，引起了紅色行星的火山活動(dòng)，而這反過(guò)來(lái)可能會(huì)噴出造成南部高地的物質(zhì)。

弄清楚紅色星球過(guò)去的這一方面可以幫助科學(xué)家更好地了解未來(lái)探險(xiǎn)家可能想要降落的地方，以找到建立持續(xù)人類存在的最佳資源。

什么在火星大氣中產(chǎn)生甲烷?

在過(guò)去的幾年里，地球上的望遠(yuǎn)鏡和火星軌道探測(cè)器都在火星上探測(cè)到甲烷的痕跡 - 氣體可能是當(dāng)今生物活動(dòng)的結(jié)果，或者可能代表其他地質(zhì)過(guò)程。

最近，美國(guó)國(guó)家航空航天局好奇號(hào)火星探測(cè)器的調(diào)查結(jié)果表明，火星上甲烷含量的低水平在幾個(gè)月內(nèi)飆升了十倍。這表明甲烷正在持續(xù)產(chǎn)生，甲烷可能正在排放并迅速分散在火星車的Gale Crater著陸點(diǎn)周圍。雖然地球大氣層中的相同氣體主要是生物活動(dòng)的結(jié)果，但科學(xué)家們表示，這些火星觀測(cè)并不一定是微生物生命的核心證據(jù)。

美國(guó)宇航局認(rèn)為，這種甲烷的來(lái)源是好奇號(hào)以北，但幾乎不可能確定它的精確位置。甲烷源暫時(shí)可能仍然是一個(gè)謎，因?yàn)榛鹦擒嚥怀莻€(gè)方向前進(jìn)，而是將目光放在調(diào)查火山口中央山的層狀巖石上。

火星上有生命嗎?

我們所知道的生命的主要成分是液態(tài)水，它在火星上存在的跡象使人們希望找到過(guò)去或現(xiàn)在的生命簽名。但是火星表面是一個(gè)苛刻的地方，氣溫波動(dòng)很大，對(duì)有害的紫外線輻射幾乎沒(méi)有保護(hù)。

許多科學(xué)家認(rèn)為像蓋爾隕石坑這樣干涸的湖床可能會(huì)在地表附近藏有化石或過(guò)去有機(jī)生命的痕跡，美國(guó)宇航局即將到來(lái)的大型任務(wù)，現(xiàn)在稱為2020火星探測(cè)器，將尋找這些痕跡。與此同時(shí)，地球上極端的生命形式 - 包括生活在地球內(nèi)部深處的微生物的跡象 - 希望今天在火星上存在某些東西。(然而，一些專家認(rèn)為，將人類送往火星將會(huì)破壞對(duì)外星生命的追捕)。

人類可以生活在火星上嗎?

這場(chǎng)比賽正在向人類發(fā)送火星，NASA的目標(biāo)可能是在2030年代中期開展火星任務(wù)，以及世界各地的公共和私營(yíng)企業(yè)開發(fā)必要的技術(shù)。

但是，如果人類要在火星上生存，那么他們將不得不獨(dú)立于地球生活和工作，并從紅色星球的自然資源中謀生。棲息地可能需要建在地下，以保護(hù)人們免受危險(xiǎn)的宇宙輻射。在火星上種植食物也將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)榛鹦擒囈呀?jīng)證明表面土壤是無(wú)菌的，并且充滿了被稱為高氯酸鹽的有毒化合物。

雄心勃勃的太空工程師甚至正在制定下一代核能，化學(xué)能和太陽(yáng)能技術(shù)的計(jì)劃，這些技術(shù)不僅能夠在火星上推進(jìn)科學(xué)研究，而且還可以為自給自足的人類棲息地奠定基礎(chǔ)。在地區(qū)或全球沙塵暴期間，為了在數(shù)周的黑暗中幸存，必須建造更高效的燃料電池和電池。挖掘靴子下的泥土和巖石對(duì)于呼吸空氣，清潔飲用水，火箭燃料和基礎(chǔ)建筑材料至關(guān)重要。

解決這個(gè)謎團(tuán)的唯一方法就是讓第一次探險(xiǎn)到火星起航。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，毫無(wú)疑問(wèn)，我們大多數(shù)人都會(huì)被粘在我們的屏幕上，急切地等待人類在火星上建立下一個(gè)前哨站。