到达火星的人类先驱面临的最大挑战之一是缺水

据外媒报道，对于第一批到达火星的人类先驱来说，一个巨大的挑战就是缺水。

如果人类将来登陆火星，他们将需要饮用水、种植灌溉作物的水，甚至返回地球的火箭燃料。缺乏可用的液态水是一个主要问题。然而，火星上有很多冰。美国宇航局的最新研究报告称，通过在火星表面打井，人们可以获得足够的水资源来维持人类的生命。

2018年，科学家发现了埋藏在火星表面下的冰川。这种“改变游戏规则”的进展，可能会为第一批前往火星的游客提供无限的水资源。目前，火星表面侵蚀已经暴露出8个冰点，其中一些非常浅，仅在火星表面以下1米，最深的冰点在火星表面以下100米甚至更深。

2005年火星侦察轨道器的分析数据显示，这些地下冰层是“纯冰”。目前，美国宇航局的一项研究正在模拟如何使用水井在地球上钻孔和融化冰。美国得克萨斯州航空研究员斯蒂芬霍夫曼说，过去火星表面有大量液态水流动，但现在普遍认为火星表面已经完全枯竭。

最近的几项研究表明，火星表面的许多地区都有许多潜在的水源，包括被认为是未来人类任务候选的着陆区。如果这些水库能够支持人类完成火星任务，未来火星任务可能会有重大变化。目前，这支研究团队正在研究美国陆军于20世纪60年代初在格陵兰开采的“罗德里格斯井”，试图钻探和收集地下冰层。

火星的地下冰川是如何形成的？

研究人员说，火星的地下冰川长期以来一直以冰和雪的形式沉积。这些沉积物的裸露部分是相对纯净的水冰，表面覆盖着几米厚的水冰和岩尘层。

火星的含冰带和颜色层的变化表明它是一层一层形成的，也许是随着时间的积累冰盖逐渐形成的。研究人员认为，这些冰层形成得相对较晚，因为这些区域的表面看起来很光滑。

如何钻探火星水资源？

目前，研究小组正在研究美国在1960年代初在格陵兰开采的“罗德里格斯井”。此后，这种钻井技术被用于偏远地区，包括阿蒙森斯科特南极站。

“罗德里格斯井”的原理是钻穿地表到达冰下的冰层，融化一些冰，形成一个水池，然后将水抽出。通过不断地将热量泵入地下水池，逐渐形成水库和连续供水系统。

研究人员在报告中指出，通过回顾从这些地下冰层中提取水资源的技术，我们发现了一个在火星环境中似乎可行的方案：在火星表面的碎片层中钻孔，并通过加热冰层形成地下水库。

“罗德里格斯井”通过钻取地下冰层来融化冰，从而形成一个水池，然后将水从水池中抽出。通过将热量持续泵入池中，形成了蓄水池和连续供水系统。

在火星上建造一口“罗德里格斯井”每天可以产出380升水！

它每天产生380升水，接近美国人的平均日用水量，但却是国际空间站宇航员的10倍。美国《科学》杂志近日发表文章称，尽管科学家们很早就知道火星表面有冰，但更好地了解冰的深度和位置可能对未来人类探索火星环境至关重要。

这项研究的合著者、亚利桑那大学月球和行星实验室的Shane Byrne说：“人类无论走到哪里都需要水，而且携带水非常重，不方便。以前从火星提取水供人类使用的想法是从非常干燥的火星大气中提取水，或者分解含水的岩石。我们发现火星表面下埋藏着几乎纯净的水冰。”

同时，他强调我们不需要高科技解决方案。你可以用水桶和铲子收集你需要的水。而且，火星的这些冰点非常接近人类可能的着陆位置，而不是不适合居住的火星极地冰盖。

这些冰点位于火星的北半球和南半球，纬度在55到58度之间，相当于地球上的苏格兰或南美洲的最南端。研究人员认为，火星地下冰层的形成时间相对较晚，因为这些区域的表面看起来非常光滑，没有天体碎片与火星表面碰撞形成的陨石坑。

科学家发现，火星冰崖大多位于极地附近，部分碎片会在火星冬季滑入寒冷黑暗的悬崖，不适合建立长期人类营地。然而，如果可以从其中一个地下冰川中钻取样本，研究人员就可以了解火星的气候历史和火星上可能存在的生命。

研究人员利用火星奥德赛轨道器光谱仪、探地雷达仪和欧洲航天局火星快车轨道器，直接观测冰崖断层上巨大的地下冰层。同时，通过观察新的撞击坑，可以发现地下的冰。

伯恩说：“这就像一个蚂蚁农场。透过侧面的玻璃可以看到藏在地下的蚁巢。”科学家还没有确定这些特殊的冰崖最初是如何形成的。

然而，一旦被埋藏的地下冰层暴露在火星大气中，冰崖很可能会因为冰从固态直接升华为水蒸气而在“消退”的过程中变得更宽更高。在其中一些地区，暴露在

外的水冰沉积物厚度超过了90米。

美国地质调查局地质学家科林·邓达斯(Colin Dundas)说：“这种地下冰层的分布比之前认为的更加广泛。火星表面大约三分之一的区域都有浅层冰，它们记录了火星近代历史。我们在冰崖看到了冰层横截面，这将对我们提供比以往任何时候更加详细的3D视图。”

研究人员利用火星勘测轨道器“小型火星侦察成像光谱仪”(CRISM)证实了观测到的明亮物质是冰冻的水，并非覆盖在火星表面的薄霜层。之前研究人员使用火星勘测轨道器浅层雷达仪(SHARAD)测绘了火星中纬度地下水冰原地图，估测地下冰层顶部至表面不到10米。

火星勘测轨道器副项目科学家莱斯利·坦帕利(Leslie Tamppari)称，如果你在这些地点执行勘测任务，可以沿着斜坡向下的岩层进行取样，这样可以详细洞悉火星气候历史。随着时间的推移，火星液态水会发生什么变化：它们存在哪里?冰是什么时候沉积的?什么时候消退?这将是亟待揭晓的谜团。