探索宇宙奧秘 · 理性思考

當我們談論火星上的水冰，腦海里浮現(xiàn)的通常是白色的極地冰蓋。但對于未來希望踏上火星的宇航員來說，位于寒冷、偏遠且受嚴格保護的極地水冰，就像放在保險柜里的寶藏——看得見，但極難取出。人類真正渴望的，是在相對溫暖、容易著陸的中低緯度地區(qū)找到水。

現(xiàn)在，一個基于南極火山島的研究，給這個愿望帶來了令人振奮的新證據(jù)。科學家們發(fā)現(xiàn)，火星上一座名為赫卡提斯·托勒斯的古老火山，其山坡上可能覆蓋著由火山灰保護的巨大冰川。這不僅是水的發(fā)現(xiàn)，更是對未來火星探索地緣格局的潛在改寫。

故事的主角不是火星，而是地球南極附近一個名為欺騙島的地方。這座島嶼實際上是一座活火山，上世紀60年代和70年代的一系列噴發(fā)，將大量火山灰和巖石碎屑拋向四周，覆蓋了島上的冰川。

這就形成了一個奇特的地貌：從太空看，它只是一片灰黑色的火山碎屑坡；但撥開表面，底下卻是數(shù)百米厚的純凈冰體?；鹕交蚁褚淮哺魺崦薇?，保護底下的冰層不被陽光和暖空氣融化。

第一個證據(jù)是冰裂隙。在欺騙島，冰川上巨大的裂隙從太空都清晰可見。同樣，在赫卡提斯·托勒斯火山的圖像上，科學家們也辨認出了類似、清晰可見的裂縫。純粹的巖石很難形成如此連貫、深邃的斷裂，這是底下冰體在緩慢移動時拉裂表面覆蓋層造成的。

第二個證據(jù)是冰川橫裂縫。這是一種更巨大、更特殊的裂隙，形成于冰川的源頭，是流動的冰與靜止的冰之間撕扯出的傷口。在赫卡提斯·托勒斯，科學家發(fā)現(xiàn)了長達600米的這種裂縫，強烈暗示這里的冰層在過去（甚至現(xiàn)在）依然處于活躍的蠕動態(tài)。

第三個證據(jù)是“推土機效應”。當冰川像推土機一樣向下推進時，會把前方的碎石推擠成一道道弧形的壟崗，地質(zhì)學上稱為推磧。在欺騙島和赫卡提斯·托勒斯火山的山谷末端，科學家都觀測到了這種由冰川堆積形成的典型波狀地形。

一個關鍵問題隨之而來：火星表面的大氣極為稀薄，水冰暴露在赤道附近的陽光下會迅速升華（從固態(tài)直接變成氣態(tài)）消失。這些冰川憑什么能幸存數(shù)百萬年？

研究團隊提出了一個兩階段模型。最初，冰川表面因受熱形成裂隙，部分冰體確實升華掉了。但隨后，火山噴發(fā)出的塵埃和碎石填滿了這些裂隙，形成了一層保護性的覆蓋層。這層“被子”阻止了底層冰體與大氣直接接觸，大大減緩了升華速度。

這也就解釋了為什么火星軌道上的探地雷達（SHARAD）此前一直沒有發(fā)現(xiàn)這些冰川的信號。雷達信號在陡峭的火山斜坡上容易發(fā)生畸變，很難穿透厚厚的碎石層并清晰成像?？床灰?，并不代表不存在。

這項研究對于包括中國在內(nèi)的全球火星探測計劃，有著極其現(xiàn)實的指導意義。

中國的天問一號任務已經(jīng)成功實現(xiàn)了“繞、著、巡”，并對烏托邦平原等區(qū)域開展了深入研究。下一步，無論是采樣返回還是載人登陸，尋找可利用的水資源都是核心任務之一。此次研究指出的赫卡提斯·托勒斯火山區(qū)域，如果被后續(xù)任務證實存在大量淺層水冰，它將成為未來國際火星探測的熱點候選著陸區(qū)。

技術上，這給我們的載荷配置提出了新要求。單純的軌道遙感，哪怕是先進的雷達，也難以穿透復雜地形下的厚厚覆蓋層。未來可能需要部署能夠“鉆探”或具備更強穿透能力的巡視器，甚至專門設計的“打水”無人機，去這些火山坡地上實地驗證。中國在月球探測中積累的穿透雷達技術，完全可以針對火星中緯度冰川探測進行優(yōu)化升級。

更深遠的影響在于太空政策的層面。1967年的《外層空間條約》第九條規(guī)定，各國在探索天體時需避免對其造成“有害污染”。如果火星中低緯度普遍存在這種被覆蓋的冰川，那么未來載人任務選址和開展科學實驗，就必須更加謹慎地平衡開發(fā)與保護。如何在獲取寶貴水資源的同時，保護潛在的原始火星生命或水冰本身的科研價值，將是一個無法回避的議題。

把視野拉回到赫卡提斯·托勒斯。這座火山下到底有沒有冰川，或許還需要一個著陸器去刨開那層灰來看個究竟。但這項研究的價值在于，它為我們提供了一種全新的視角：火星上的水，可能比我們想象的要更近、更多，只是它們都穿了件“火山灰”的馬甲，靜靜地躲在溫暖地帶，等待著人類的到訪。

M.A. de Pablo et al, Debris-covered glaciers on Deception Island (Antarctica) as analogues for possible glaciers on the lower northwest flank of Hecates Tholus volcano, Mars, Icarus (2026). DOI: 10.1016/j.icarus.2026.116966