一项新研究称，火星南极附近发现的异常明亮的无线电信号点可能是由火山岩上的冰层引起的。
2018年，一个研究团队使用欧洲空间局火星快车轨道器上的名为MARSIS的无线电设备发现火星南极冰盖区域有异常明亮的无线电反射。这一发现引发了一场持续至今的科学辩论。
“地表下的液态水可能解释了这些读数，”德克萨斯大学行星科学家、发表在《地球物理学研究快报》上的这项研究的首席作者Cyril Grima说。但这对科学界来说是个难题，因为地下但不太深的液态水，通常需要大量的盐分和热源才能在一个地表温度约为零下80华氏度的星球上保持液态。
为了研究这类问题，研究人员通常会用地球上的一种物质来替代他们认为火星上可能存在的物质。通过测试这种类似物的特性，他们可以看看是否能重现MARSIS记录的强无线电反射。
但这种方法有一个重要的局限性。无论研究人员在地球上如何仔细研究一种物质，他们都无法确定火星上是否存在完全相同的东西以及如何存在。相反，Grima和他的团队采取了另一种方法，利用MARSIS多年来覆盖整个火星的无线电数据。
探索这些数据让他们能够提出这样的问题：如果极地冰层延伸到整个行星表面，是否可能在火星南极以外产生同等明亮的无线电区域？
该团队修改了MARSIS数据，模拟了无线电信号穿过一层全球性的脏冰时会如何变化。在他们的模拟中，他们发现这层冰确实可以产生类似的明亮无线电点，提供了另一种可能的解释。Grima说，这使得这些读数由液态水引起的可能性降低。
他说，与依赖地球上的类似物不同，研究人员对火星极地冰的成分有相当好的了解。Grima的团队使用了与2018年团队相同的成分估算。
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“这是一项很好的研究，”行星科学研究所的行星地质学家Gareth Morgan说，他专门研究冰冻和火山行星地形，并使用一种名为SHARAD的类似无线电设备的数据。但他指出，与地下测量一样，科学家们对极地冰成分的了解仅限于同类测量——无线电。他希望在未来几年里，科学家们能够更精确地确定极地的成分，以回答这些问题。
Grima说，只有某些类型的咸水才可能在如此低的温度下勉强保持液态。研究人员已经探索了其他可能产生类似信号的物质。Grima说，一些粘土可以产生无线电信号，或者可能是火山玄武岩岩石，如果它“非常致密且富含铁”。他也说，也可能是粘土和玄武岩的组合解释了这一点。
火星基岩也可能覆盖着冻结的二氧化碳和冻结水的层。这会改变它们反射光线的方式，可能导致亮点，有点像“当你的眼镜涂有一层非常薄的膜时，你会改变它的反射特性，”Grima说。
尽管有许多可能的解释，关于导致极地亮点的原因的争论远未结束。
“我认为这种方法很有趣，”意大利罗马三大学的地球物理学家Elena Pettinelli说。Pettinelli是2018年发现亮点并提出液态水作为解释的团队成员。Pettinelli是一项试图证明粘土和咸冰无法解释亮点的新研究的作者。该研究的作者结合了实验室的深入材料测量和理论模型来仔细审查这些替代解释。
她还对玄武岩能够产生如此强烈的雷达信号的说法持批评态度，她认为根据她团队之前的研究，玄武岩“只能解释MARSIS探测到的强烈反射的25%”。在她看来，咸液态水可以解释所有亮点。
Morgan说，Pettinelli的论文将是研究团队之间持续来回论证的一部分。“这篇论文非常重要，因为它表明要弄清真相还需要做大量工作。”但他认为，这场辩论是件好事，因为“找到火星上的液态水具有重大的意义”。
事实上，Morgan说，行星科学领域几十年来都没有出现过如此密集的新火星论文。也许只有1984年发现的艾伦丘陵84001陨石，曾一度被一些科学家认为包含火星微生物的证据，引起了如此大的轰动。
Grima的研究基于三年的MARSIS数据，这些数据现在已经有10年的历史了。Grima说，该仪器在此期间一直在持续收集更多数据，这意味着有大约15年的数据尚未被使用。他希望在未来的研究中深入研究这些数据，以回答这些问题。
