火星上有水嗎？
前些日子日子和一個朋友聊天，聊到了火星的話題。居然問我，火星上有水嗎？我一直以為大家都知道火星上有水這個事情的，因為很多新聞都報道了呀，最近的一個是火星上確認有地下液態水，還有之前的好多新聞，也是挺納悶的。不過我還是非常認真地回答了他的種種跟火星相關的小問題，他做為一個博士，好奇心和邏輯分析能力還是值得肯定的。有些問題還是我們一起上維基百科上找資料才找到的答案。下面整理了一下我們聊天過程，就當科普了吧。
他：那麼火星上到底有沒有水呢？
我：火星上是有水的，而且火星上的水還不少。不過大部分以冰的形式存在，大氣中有少量的蒸汽存在。
他：我怎麼記得當年水手號火星探測器飛到火星的時候已經證明瞭火星一片死寂呀？
我：（我表示震驚，你不看新聞的嗎？）這個其實還挺有意思的一個故事。我給你講講吧。最早的時候，18世紀的人們還用望遠鏡觀察火星的時候他們就猜測出了火星的極地上有冰，有的人還認為，火星上河道縱橫，火星上有火星人存在。但20世紀以初，大多數天文學家都認識到火星比地球更冷，更乾燥，他們認為火星上不大會純在海洋。後來，天文學家用上了光譜學工具，通過光譜分析火星大氣，剛開始也沒發現火星大氣中有水，大概研究了將近40年之後，終於在火星大氣中發現了水蒸氣。想想這些天文學家也是夠執著的，沒有水就沒有水了唄，還研究那麼多年，可能這就是科學的精神吧，不過可能也和二戰有關，那段時間剛好經理了二戰。
斯基亞帕雷利的火星地圖
他：二戰才幾年呀？那後來呢？
我：後來不是星球大戰了麼，不對，是太空競賽，美國和蘇聯在展開了一場太空競賽。
他：這我知道呀，不是有觀點說就是這個太空競賽把蘇聯拖垮了麼？
我：這個咱們今天先不討論，咱們還是聊聊火星上的水哈，太空競賽過程中蘇聯和美國都向太陽系裡的各大行星和月球發射了很多探測器，蘇聯主打金星，美國主攻火星。這個我給你推薦一篇文章哈，我寫著玩的，你可以看一下。那個時期美國發射了很多探測器到火星，1965年科學家通過水手四號的圖片，看到了清晰的火星表面的撞擊坑。然後科學家們還測定了火星大氣的壓力，結果表明火星大氣的壓力低於地球海平面的1%，在這個壓力下，水要麼是冰，要麼是氣體，絕對不會是液態說。注意哦，他說的時火星表面不會有液態水存在，沒說沒有水。
火星競賽1960-1990
他：哦，那然後呢，他們找到水了嗎？
我：證明一個東西沒有要比一個東西存在更加困難。證明它存在，你只要找到它就可以了。火星上的水就是這麼個問題。水手四號是飛躍型的探測器，它只拍到了火星的一小部分的照片，而且時間很短，這個其實無法完全證明火星上沒有 水。將近過了十年以後，水手9號抵達火星，這個水手9號是繞火星飛行的軌道探測器，所以它可以獲得更多的照片，據說拍了7000多張吧。不過水手9號只是證明瞭火星曾經有過非常好的環境，可能有過水。這大概是1972年的事情吧。然後後來也有過很多個火星探測任務，但也都沒找到水的證據。
所以現在還有好多人像你一樣，覺得火星上是沒有水的。
他：你好囉嗦呀！表面沒有液態水不就是沒有水麼，這個沒錯呀？
我：不能這麼講，地球表面也沒有石油，但不代表地球上沒有石油。不是麼？
他：好像有道理哦，那麼哪裡有水呢？難不成在石頭裡呀？頁巖水？呵呵（鄙視）
我：恩，你又槓精附體了吧，不過這次還讓你說著了，他們真的在石頭裡發現了水。不過跟頁巖油可是兩回事兒哈。就是火星表面主要的岩石是玄武岩，這種石頭可以吸收水分，形成新的礦物質。就像鐵鏽吸收水分形成氫氧化鐵一樣。這種水合礦物質經過一定的反應就可以生成水了。
他：那多麻煩呀？還要化學反應
我：也不是很麻煩，比如氫氧化鐵這種，只要加熱就可以了直接蒸餾出水了。只要做一個挖土取水的設備，把圖挖到一個大容器裏，一加熱，產生了蒸餾水，然後把土扔了，繼續。這個叫挖土取水機，我看看能不能申請個火星專利。哈哈。
他：還專利呢，你想去火星想瘋了吧，其他地方還有水嗎？
我：被你帶跑偏了，火星上的水還有很多呢，很久以前還曾經有過海洋、湖泊、河流、峽谷等等。後邊美國不是又發了很多顆探測器到火星麼，攜帶了更多的探測器，除了更高清的相機和光譜儀，還帶了雷達。據說這個南極帽和北極帽在夏天厚度會減小，冬天厚度會增加。最上面一層是水冰和二氧化碳冰的混合物，下面全是水冰。大概08年的時候吧，鳳凰號著著陸在北極，確認了那裡的冰層內有水冰存在。後來還精確測定了這個冰蓋的水冰含量大約是格陵蘭島的30%。
他：鳳凰號是怎麼測得的精確數據呀？那麼小的傢伙能測準麼？格陵蘭島的水冰有多少呀？
我：你不是不讓我說探測器麼？水冰的厚度具體是多少，我也記不清了，要不維基百科搜索一下吧。
維基百科上的資料：
2008年7月，美國宇航局宣佈菲尼克斯著陸器已確認其北極冰蓋（緯度68.2°）附近的著陸點存在水冰。這是有史以來第一次直接觀察冰面。兩年後，火星勘測軌道器上的淺雷達測量了北極冰蓋，並確定了蓋帽中水冰的總體積為821,000立方千米（197,000立方英里）。這相當於地球格陵蘭冰蓋的30％，或足以覆蓋火星表面5.6米（18英尺）的深度。
2018年7月，義大利航天局的科學家報告在火星上發現了一個冰下湖，距離南極冰蓋1.5公里（0.93英里），水平跨越20公里（12英里），這是穩定身體的第一個證據這個星球上的液態水。[185] [186] [187] [188]火星湖的證據是從2012年5月至2015年12月期間使用歐洲火星快車軌道器上的MARSIS雷達收集的雷達回波探測數據中的亮點推斷出來的。[189]探測到的湖泊位於193°E，81°S，一個沒有任何特殊地形特徵但被高地包圍的平坦區域，除了東側有凹陷外。[185]美國宇航局火星勘測軌道器上的SHARAD雷達沒有看到該湖的跡象，但該團隊將再次考慮在軌道參數有利的情況下確認該發現。[190] SHARAD不太可能探測到湖泊，因為它具有比MARSIS低得多的地面穿透能力。
由於極頂溫度估計為205 K（-68°C; -91°F），科學家們認為，高氯酸鎂和高氯酸鈣的防凍效果可能使水保持液態。[185] [191] ]覆蓋湖面的1.5公里（0.93英里）冰層由含有10％至20％混合粉塵的水冰組成，並由1米（3英尺3英寸）厚的二氧化碳冰層季節性覆蓋。[185]由於南極冰蓋的原始數據覆蓋範圍有限，發現者表示「沒有理由得出火星上的地下水僅限於一個地方的結論。」[185]
湖泊可能由清水組成，或可能與土壤混合形成污泥。[192]湖水的高含量鹽會給大多數生命形體帶來困難，但在地球上，被稱為嗜鹽菌的生物在鹹味條件下茁壯成長，但不是在黑暗，寒冷，濃縮的高氯酸鹽溶液中。[192]
那也就是說人類如果去火星的話，只能居住在南北極嘍，只有那裡有水，但火星的南北極會不會更冷呀？
火星的南北極肯定是更冷的。但在暖和一些的地方也發現了好多地下冰還有一些火山湖呀冰川呀什麼的。有些還位於赤道附近。赤道附近白天可以達到20度。所以以後建立移民前哨，估計就是赤道附近發現了地下冰的地方。
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