資料來源：人民網

2002年6月21日

科學家認為月球上可能有水 如果几年前有人打算到月球去找水，人們可能會嘲笑他的無知。因 為我們知道，月球是一個地地道道死寂的世界，既沒有大氣也沒有 海洋，當然也就沒有水，所以生物也就不可能生存。從1969年7月 “阿波羅”11號宇宙飛船登月以來，“阿波羅”型宇宙飛船已六次 登月，從月面上帶回來大量岩石。對這些岩石的分析表明，月球岩 石中根本不含水分，于是“月球上沒有水”几乎成了定論。那么， 月球上確實沒有水嗎？ 對這個問題，美國行星協會副會長瑪萊把注意力放在月球的兩極， 而“阿波羅”宇宙飛船沒有到過那里。月球的自轉軸几乎與地球的 公轉軌道面（即黃道）相垂直，所以月球的北極和南極的環形山中 的低窪之處，終年不見陽光，那里可能蓄積著水。 在月球赤道附近，月面溫度正午是130℃，夜間降至－150℃，溫差 大得驚人。但是在月球極地，溫度經常在－200℃左右，在這種環 境下水是能夠存在的。如果月球極地真的有水（冰）的話，對于將 來月面基地的建設來說就是一個喜訊。水是人類生存不可缺少的要 素，從水中有可能分解出作為宇宙飛船燃料的氫和助燃的氧（此外 ，分解月面岩石也可以制得氧）。 要探測月球極地，發射飛越月球南北極的極軌道衛星是一個好辦法 。早在1967年，美國為了給“阿波羅計划”探路，曾發射過“月球 軌道飛行器”4號和5號兩個月球極軌衛星，給月球表面拍攝了相當 詳盡的照片，但對月球兩極環形山黑暗的底部一無所知。所以，有 几位美國科學家又提出了發射月球極軌衛星的建議，盡管實現這個 建議還需要不短的時間，但在月球上找水的切實可行方案到底提出 來了。 美國國家航空航天局在1990年下半年發射了一顆月球極軌衛星，這 顆衛星使用的伽馬射線分光計詳細考察了月球兩極是否有冰及其他 科學家感興趣的物質。 俄羅斯也在1994年前后發射了類似的月球極軌衛星，日本的宇宙科 學研究所也希望盡早發射自己的月球極軌衛星，實現月球探查計划 。 科學家們認為，如果月球與地球是以同樣方式誕生的話，那么當初 月球上也應當有水。如果能夠發現月球上有水，對于研究月球的成 因和性質，也具有相當重要的意義。 火星上有水！ 2001年10月29日，已飛臨火星的美國火星探測器“奧德賽”（《奧 德賽》是古希臘詩人荷馬寫的史詩），把它拍攝的第一張火星表面 圖像傳回地球。此前一個星期，“奧德賽”開始接近火星，并兩次 進入火星大氣層。“奧德賽”此行的目的是在火星上找水并觀測火 星表面，它雖然不能馬上確認火星上是否有水和生命，但它可以判 斷火星哪些區域有這種可能。我們可以把“奧德賽”視為人類登陸 火星前的探路尖兵。今天我們觀測到的火星表面到處覆蓋著沙漠和 岩石，可是火星一度曾是擁有海洋和溫暖氣候的行星。 火星在形成之后的一段時期中，據認為與地球有著同樣的演化歷程 ，也就是曾經存在海洋，有奔騰的河流和冒著濃煙的火山。對此， 火星表面有大量殘跡可以說明，曾因水流而形成的“淚滴”狀沙洲 地貌就是物証之一。 隨著人類觀測手段的長足進步，火星的真實面目逐漸呈現在我們面 前：火星的自轉周期比地球多半個多小時﹔火星的一年是687天， 差不多是地球的兩年﹔火星的直徑約為地球的一半﹔火星的體積不 到地球的六分之一﹔火星的質量僅是地球的十分之一。火星大氣比 地球大氣稀薄得多，主要成分是二氧化碳，占95％，其中3％是氮 ，氧氣和水蒸氣含量極微。但“火星上究竟有沒有水”這個古老的 疑問，此前一直沒有得出確切的答案。 人類對火星生命的直接探索是在1976年，“海盜”號火星探測器首 當其沖，此舉距今已25年了。遺憾的是，當時“海盜”號否定了水 在火星的存在。 火星上存在不存在生物，現在誰都難以斷言，可是除了地球，在太 陽系的行星當中，火星是最有可能誕生生命的。這種看法的根據就 是火星上有水。前面談到，火星曾存在過海洋，那么這些水跑到哪 兒去了呢？要明白無誤地回答這個問題，現在還沒有掌握足夠的資 料，但是作為回答之一，在火星的極冠至少存在冰。在火星的南北 極存在著冬季形成的季節性極冠，以及長年存在的極冠。季節性的 極冠是由大氣中的二氧化碳凝結而成，而長年存在的極冠主要是由 水冷凝而成。火星北極冠直徑1000公里至2000公里，厚度為4公里 至6公里，擴展至北緯75度附近。 南極冠要小得多，直徑為300公里至700公里，厚度為一兩公里，位 置在南緯86度以上。據認為，極冠之下是作為永久凍土的冰層，冰 的總量如果折合成水的話，可以覆蓋整個火星表面，水深達6米至 500米。火星上存在如此大量的冰的事實是極令人吃驚的。盡管沒 有資料說明火星表面存在液態水，但是火星與地球相似，自轉軸是 傾斜的（地球自轉軸的傾角是23．5度，火星自轉軸的傾角是25．2 度），因此一年中有四季的變化，極冠冰蓋的周邊部分將會或溶或 凍。根據“海盜”號的觀測，發現過火星地表的霜降，也就是說， 在這種時候暫時存在液態水。 有關國家計划從2001年開始陸續發射火星探測器，于2014年和2016 年取回來自火星的樣本。根據環火星探測器的探測結果，以確認水 存在的地點，為2003年發射的“比格爾”─2火星探測器確定著陸 位置。科學家傾向認為，在以往的地質年代里，火星存在液態水的 可能性非常大，而且現在也存在相當大量的液態水。 地球不是存在水的唯一太陽系天體 地球是存在水的唯一太陽系天體嗎？就在地球近旁，有更多的跡象 表明，在火星上，木星的衛星木衛二、木衛三、木衛四，土星的衛 星土衛六上，甚至“到處”都有水存在的可能，這些水存在于我們 感到難以理解的環境中。 要解答地球外的太陽系中是否存在水這個問題，搜集必要証據的方 法有若干種。一是搜集并研究化石等﹔二是對地球之外的岩石和其 他樣本是否存在生命痕跡，進行化學研究﹔三是對與我們相距遙遠 的行星及其衛星的大氣和地表的狀態進行研究。 目前，科學家認為，在地球以外的太陽系內確實曾具備這樣的環境 ，那里存在水的可能性相當大（或者現在就具備這樣的環境），火 星和木衛二就是這樣。在這兩個天體上，有大量証據說明可能存在 液態水。科學家傾向認為，在以往的地質年代里，火星存在液態水 的可能性非常大，而且現在也可能存在相當大量的液態水。 與火星類似，被認為是太陽系內非常可能存在水的，還有木衛二。 木衛二的表面目前仍覆蓋在冰層之下，這說明木衛二上可能存在液 態水構成的海洋。美國航空航天局發射的“伽利略”號木星探測器 ，曾于2000年1月在木衛二上空約350公里高度飛行，它觀測到木衛 二的磁場每5個半小時反轉一次，這說明可以認為，木衛二內部存 在某種導電性的液體（比如含鹽分的水）在流動。宇宙中水到處都 有，但几乎都以冰的狀態存在。對生命的存在來說，液態水和構成 生命之源的物質（有機物等）是不可缺少的。 如果木衛二上被確認存在液態海洋的話，進而對它的起源就有必要 進行研究了。從木衛二誕生之初這個海洋就一直存在。通過對火星 和木衛二的進一步探測，對于弄清太陽系內（除了地球）是否存在 水，也許會展現新的希望。在對太陽系進行的長期探測計划中，從 地表到地下深處的鑽探技朮，把采集到的樣本轉運至地球的技朮， 都是必不可少的。為了確認地球以外的太陽系中有水的存在，美國 航空航天局計划今后仍繼續探測木衛二。 木衛三、木衛四 也可能有液態海洋 除了火星和木衛二以外，我們還可能找到几個有水存在的天體。美 國航空航天局發射的“伽利略”號木星探測器從1995年起圍繞木星 旋轉，土星探測器“卡西尼”號在飛向土星途中，在2000年10月到 2001年3月，對木星及其衛星進行了探測。根據這些行星探測器發回 的圖像，科學家陸續弄清了一些新的事實。 首先，這些新的資料表明木衛四地表下可能存在液態海洋。通過磁 力線分析，木衛四的磁場隨木星的自轉在變動。這一研究結果顯示 ，木星的強磁場可能導致了木衛四內部的電流，而且這一電流隨時 間而改變方向。木衛四表面覆蓋著厚厚的冰層，由于地表地形極少 變動因而非常古老，很難想象木衛四的地表會有水流。可以認為， 木衛四的地下存在含鹽分的液態水，于是由于木星磁場的變動在木 衛四內形成了電流。 最近的研究表明，木衛三上也可能有液態水構成的海洋，木衛三作 為木星的衛星，個頭比水星、冥王星都大得多。在木星探測器“伽 利略”號發回的圖像中可以分辨出，木衛三的地面覆蓋著厚厚的冰 層，地表到處都有冰塊融化的水流痕跡。通過對木衛三地表物質和 地形的分析，這些水流痕跡可能是很久以前含鹽分的液體水，從木 衛三內部涌出地表，然后在地表上形成的。這種地形看上去與木衛 二部分地表的形態十分類似。 “惠更斯”在土衛六上能看到什么 美國航空航天局于1997年發射了“卡西尼”號土星探測器，2000年 “卡西尼”號利用木星的引力加速飛行，預計2004年到達土星。 “卡西尼”號上搭載著名為“惠更斯”的探測器。按計划，“惠更 斯”探測器將于2004年與“卡西尼”號分離，然后在土衛六上著陸 。土衛六的大小界于水星與火星之間，科學家認為，它是太陽系內 除地球之外，唯一表面覆蓋海洋且下雨的天體（這種海洋和雨水是 由乙烷、甲烷構成的），而且作為行星的一個衛星，土衛六在太陽 系中是唯一擁有厚厚大氣的衛星，含有大量構成生命基礎材料的有 機物。土衛六表面溫度在－160℃以下，是一個極其寒冷的世界， 可能與几十億年前，生命誕生之前的地球環境相似。 對于土衛六上存在水的可能性，持懷疑態度的科學家居多，不過“ 惠更斯”一旦到達土衛六，會給我們帶來有機物的生成過程，以及 有關生命起源的極其珍貴的信息。 根據近年來對太陽探測獲得的資料，火星、木星的衛星，還有月球 等地球以外的行星及衛星上也可能存在水或冰，有許多地方隱藏著 生命存在的可能。(沈英甲) 來源：《科技日報》 2002年6月21日 （責任編輯：徐冬梅）