text: 专家解读：NASA如何发现火星液态水？
  为什么确定流淌的是盐水？
  及存在高氯酸盐对人类未来登陆火星的利弊，国家天文台的专家做了全面解读。
  火星上一个面向西部的贾尼撞击坑（Garni）坑壁上的季节性坡纹
  制作：中国科学院国家天文台 郑永春
  要达到好的宣传效果，要先吊足胃口——美国国家航空航天局（NASA）的宣传主管显然深谙此道。
  NASA本次新闻发布会，源于Lujendra Ojha作为第一作者发表在《自然·地球 》上的一篇论文《火星季节性坡纹中发现水合盐类的光谱证据》。
  据推测，这一神秘的地质现象可能与流水有关，直接关系到火星上现在是否有水这一重大命题。
  Lujendra Ojha和他的同事们一直在利用搭载在多颗火星轨道器上的科学仪器获得的遥感数据，研究这些季节性坡纹形成的地质过程或水文过程，解释其成因。
  这次，他们终于找到了证据。
  火星上Melas Chasma地区扇形细颗粒物质上发育的季节性坡纹（NASA / JPL-Caltech / University of Arizona），彩色影像源自MRO上的HiRISE高分辨相机。
  首先，他利用HiRISE获得的高分辨率照片，识别出季节性坡纹所在的位置；然后，从CRISM的探测数据中提取这些位置及其周围区域的光谱，绘制成下图中的谱线。
  这些谱线中向下凹的地方称为“吸收峰”。
  由于季节性坡纹的光谱与水合盐类物质的光谱具有相同的吸收特征，推测季节性坡纹中存在水合盐类；最后，根据季节性坡纹中光谱监测到的水合盐类含量的变化，可以确定这些季节性坡纹是由水流作用形成的。
  季节性坡纹发育地区的光谱分析
  此前，高氯酸盐类物质已经在火星上的多处地点被发现，这次的发现增加了火星上存在宜居环境的可能性，下一步NASA科学家致力于研究这些卤水的来源及其储量。
  火星Horowitz撞击坑中央峰上的季节性坡纹活动及其光谱特征
  上图中，a为源自Horowitz撞击坑中央峰基岩的季节性坡纹（HiRISE影像，摄于第28个火星年），b为同一HiRISE影像中另一中央峰上的季节性坡纹（比例尺同a）。
  火星上Hale撞击坑中央峰的季节性坡纹及其CRISM光谱
  a为Hale撞击坑中央峰的季节性坡纹，上北下南，太阳光从左侧照入，影像源于HiRISE相机，摄于第31个火星年。
  b为a图中方框区域的红外光谱。
  火星上Coprates Chasma地区观测到的季节性坡纹、冲击扇及其CRISM光谱。
  图中，a为Coprates Chasma地区源自基岩的季节性坡纹，黑色箭头为可能与水流作用相关的冲击扇。
  b中的彩色方框与a为同一区域。
  c中不同颜色的光谱对应a中方框区域的测量结果。
  由于火星轨道的偏心度，火星南半球夏季最高温度大约比北半球高30K，在很宽的纬度范围内都超过了273K，最高温度记录是仲夏季节的中午，在南纬25度处，记录到295K的最大值。
  因此，即便在远低于零摄氏度的低温下，火星上的卤水也有一定流动性。
  火星海拉斯盆地中发育的冲沟，宽1-10米（MRO于2011年1月14日拍摄，REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona/Handout）
  高氯酸盐有毒
  高氯酸盐有毒性，会致畸。
  人体摄入高氯酸盐将抑制碘吸收，削弱甲状腺功能对婴幼儿也有致畸作用，会产生面部溃疡。
  即便如此，有水总比无水好，哪怕是有毒的水，也远远比付出高昂代价从地球上运水要好得多。
  水是 之源，火星上的水资源实在太珍贵了，没有水航天员在火星上将完全无法生存。
  NASA火星探索50年
  人类对火星的科学探测始于20世纪60年代。
  1960年10月10日，苏联发射的“火星1960A”号成为人类历史上首颗火星探测器。
  这些探测器对火星进行了详细的考察，并发回了大量数据。
  今年恰逢NASA开展火星探索50周年，这次新闻发布会宣布的重大成果既是对50年探索历程的一个纪念，又是从机器人探索迈向载人火星探索的新起点，意义重大，前景可期。
  通过分析不同时代火星探测器的发射频率和成功率（下表）可以发现，从发射频率看，除上世纪80年代基本停滞外，50年来人类对火星探测的兴趣丝毫不减。
  从发射成功率分析，火星探测的成功率低于月球探测，一方面说明火星探测的技术难度确实很大，一旦实施将对 技术产生很大的带动作用；另一方面，2000年以后的火星探测器100%成功，说明火星探测的关键技术已经基本成熟，这使我们对开展我国自主火星探测充满信心。
  历史上火星探测器发射频率和成功率
  第二阶段为火星环绕：随着航天技术的进步，通过发射探测器环绕火星轨道开展长时间的探测，这类任务包括：水手8-9号、海盗1-2号、Mars Observer、Mars Global Surveyor、火星气象轨道器、2001 火星奥德赛号、火星快车、火星勘测轨道器。
  首次火星环绕探测：水手9号在1971年11月13日进入火星环绕轨道，成为人类第一个火星轨道探测器，此次探测获得空前成功。
  第三阶段为火星着陆：随着技术能力的进一步提升，现在人类不仅能让探测器在火星上特定地区着陆，还能使用火星车开展巡视探测。
  而随着航天技术的快速进步，未来的火星探测将更深入，探测方式更多样、更灵活。
  无人机和气球：利用无人机和气球在火星上空开展航空探测。
  次表层探测器：次表层探测是研究火星地质的最佳手段之一，对寻找火星上是否有水，火星是否曾经有过适合生命生存的环境很有帮助。
  采样返回：从火星上采集岩石、土壤和大气层样品并返回地球，从而使人类有机会在地球上对火星开展精细的实验室内研究。
  火星找水获巨大成功
  火星探测计划分析小组是NASA总部任命的科学家委员会，旨在思考未来十年美国火星探测的投入，规划火星探测任务，并确定不同科学目标优先程度。
  MEPAG在2001年、2004年、2005年、2006年、2009年和2010年都发布过题为《火星探测的科学目标、探测任务、应用研究及其优先性分析》的研究报告，作为NASA制定火星探测任务科学目标的重要参考和依据。
  在2001年的报告中，MEPAG提出NASA火星探测的四大科学方向为火星生命、火星地质、火星气候、为载人登火星等探测做准备
  NASA火星探测的四大科学方向
  由2001火星奥德赛号X射线光谱仪的中子探测器得知，自火星极区延伸至纬度约60°的地区表层一米深度的土壤中含水量超过60%，推测深部的含量会更高；
  火星全球勘探者号拍摄到大量火星表面水流冲刷和侵蚀的地貌特征
  火星全球勘探者号拍摄的火星表面水流冲刷痕迹
  机遇号和勇气号火星车探测到火星土壤中硅质的沉积物；
  火星勘测轨道器探测到火星高原地区的层状硅酸岩矿物（Phyllosilicate）；
  火星环球勘测者号所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史。
  火星上有水存在的直接证据在2008年6月20日被凤凰号发现，凤凰号在火星上挖掘发现了一些白色的物质，当时研究人员推测这些物质不是盐（火星曾经发现盐）就是冰，而四天后这些白色颗粒就凭空消失，因此这些白色颗粒一定升华了，盐不会有这种现象（图12）。
  2008年7月31日，美国科学家宣布，凤凰号火星探测器在火星上加热土壤土壤时鉴别出有水蒸气产生，从而最终确认火星上有水存在。
  着色以显示冰的升华相片，在右上角的插图是沟槽左下角的放大图
  “凤凰号”着陆腿上凝结的液滴。
  这些都说明美国“追踪水的痕迹”的战略目标获得了巨大成功，所以，他们将要寻找新的追求目标——火星生命。
  从找水转向找生命
  海盗号曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。
  实验限于海盗号的着陆点并给出了肯定的结果，但随后即被许多科学家所否定。
  由于在火星大气中检测到微量甲烷，科学家认为火星上可能至今仍然存在生命，但也有科学家认为大气中的甲烷也可能与生命活动无关。
  2000年，一块火星陨石被美国科学家于南极洲发现，编号为ALH84001的碳酸盐陨石。
  美国宇航局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石结构，有人认为这可能是火星过去生命存在的证据，但也有人认为这只是自然生成的矿物晶体。
  直到2004年，争论的双方仍然没有任何一方占据上风。
  2011年1月13日，NASA在美国国家航空航天博物馆召开新闻发布会。
  NASA火星探索计划（Mars Exploration Program）的总指挥Doug McCuistion宣布，美国的火星探测从“追踪水的痕迹”正式转变为“搜寻生命信号”（seeking signs of life）。
  这意味着未来十年美国火星探测的科学重心将转变为开展与火星生命信号搜寻相关的各类探测活动。
  搜寻生命信号成为未来火星探测的最高战略目标
  2012年12月4日，NASA在火星样土中发现有机物痕迹，他们在“好奇”号火星车采集的土壤中发现有机化合物痕迹，称土壤中含有氮和氯。
  这表明，火星土壤中或许含有微生物。
  2014年3月6日，NASA发现火星表面巨大新水沟，形成于近三年。
  NASA宣布，根据车对火星基岩样品的分析显示，火星古代环境确曾适合生命存在。
  2015年9月28日，NASA宣布，在某些情况下，火星表面现在就有水，火星表面季节性坡纹的光谱证据表明，这些坡纹是水流活动形成的。
  注：文中所有图片来自NASA。