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《自然·地球科学》上刊文,反驳 NASA 认为火星山坡上的条纹是存在水的证据。哪个观点...

 6 years ago
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《自然·地球科学》上刊文,反驳 NASA 认为火星山坡上的条纹是存在水的证据。哪个观点更有可能成立?

论文: Granular flows at recurring slope lineae on Mars indicate a limited rol…
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孰是孰非,只有登陆以后亲自去现场勘探才能明白。

RSL现象只能反映存在某种流动作用,至于这种流动是液态水的流动裹挟了砂粒(牵引流),还是砂粒在自身的重力作用下自发流动重力流),这个问题现在还无法知道。

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RSL,recurring slope lineae,季节性斜坡纹

还有一些证据来自斜坡的冲沟。但实际上,冲沟只能体现冲蚀作用,但冲蚀的东西到底是液态水还是重力流,这还不一定。只不过在地球上,我们日常生活里常见的冲沟是流水成因,但这并不表示所有冲沟都是流水成因

斜坡冲沟的照片,并不足以成为液体存在的证据

液态水坚持的另一个证据是存在高氯酸盐的吸收光谱

引用一段

的话:
……季节性坡纹中的物质在1.48微米、1.9微米和2.14微米处有明显的吸收峰。其中,所有区域在1.9微米谱段都有明显的吸收峰,这一位置的吸收峰与地面实验室测得的高氯酸盐的光谱特征一致。此前,高氯酸盐类物质已经在火星上的多处地点被发现……

目前来看,这个证据或许是更有说服力的结果。但是,该光谱的存在也只能说明拍摄部位存在高氯酸盐,并不意味一定是高氯酸盐溶液。它是否可以是富含高氯酸盐的碎屑物以某种方式形成重力流呢?这些高氯酸盐矿物是否早就在那些斜坡顶部存在呢?实际上,我们并不能排除。

高氯酸盐的吸收峰

两篇反驳文章里,granular flow的意思是颗粒流,它是重力流的四种基本类型之一。在地球上很常见,水下沉积物在高角度堆积状态下经常发生,但陆上沙丘环境也很容易见到。2017年年初的那个报道里说“滑坡”,从地质的角度不太规范,或者说是错的,但比“重力流”更容易让普通人理解。

事实上,在几年前看见那篇液态水的报道后,我们一票同门就聊过。最后的结论就是:现有证据并不能确凿无疑的证实存在液态水,沙丘斜坡处的重力流同样可以形成类似现象。

现在看来,这样的想法果然广泛存在。

不要脸的说,这就叫英雄所见略同咯?

大大邀,说一点个人的浅见,受知识储备和见识所局限之处在所难免,大家兼听兼信就好。

1. 以今推古,多解性是不可避免的。

看到下午下雨了,晚上地上是湿的,这是无疑的;但看到晚上地上是湿的,是否一定是下过什么了(可能是洒水车),是否一定是下午下的(可能是早上下的然后天气潮湿一直到晚上还没干),是否一定是雨(雪和冰雹)?每个可能性都能发一堆paper,这并不代表那些作者认为他们发现了真相——他们只是在用理性的事实、猜想、理论和实验结果来证实:这种case是可能的。但在证据积累还不够充足到足以毙掉某个观点之前,我们无法判断哪种观点更可能成立。

2. 冲沟和季节性斜坡纹线(RSL)标志的是一种火星可能的,年轻的流水侵蚀地貌。

先说可能,如舞大所说,这种地貌本质上体现的是一种流动和冲蚀作用,未必需要水,但也可能是水,这两种观点本质上并没有一击毙掉哪一种。说冲沟和季节性斜坡纹线(RSL)可能不是流水引起的,这压根不算什么新闻,从这些地貌发现以来,关于它们起源的争议就没有停歇过,没有液态物质介入的干燥的固体流一直是一个有力的备选可能性,而且有研究还显示这些地貌似乎有不同的类型,表明其背后或许有几种不同的机制作用其中,完全有可能其中有些是流水形成的,有些就不是,所以即使证明某一处是流水形成的或者不是流水形成的,也完全无法毙掉哪一边

动图封面
季节性斜坡纹线(RSL)来源:维基

再说年轻,冲沟表面的侵蚀作用很少,撞击坑密度也很低,所以认为是非常年轻的,可能也就近一亿年甚至几百万年前的事儿,而季节性斜坡纹线(RSL)可能现在还在发生。所以即使反驳冲沟和RSL作为火星液态水存在的证据,反驳的也是火星非常近期存在过液态水和之前的火星存不存在液态水没有必然联系。

3. 火星上不同时期液态水存在的证据很多,主要来自两个方面。

一方面是光谱反应的矿物成分信息:某些矿物的形成和结晶需要液态水或者羟基结构水的参与,所以这些矿物的存在会标志着某个时期液态水存在的可能性。例如片状硅酸盐矿物(俗称粘土)、铁氧化物、硫酸盐矿物、RSL区域附近的高氯酸盐。但反驳点显而易见,这些对应关系不是必然的,某些特定状况可能也能产生这些物质,比如我在前沿速报||火星上的粘土矿物……可能又和液态水没什么关系了……这篇文章里介绍的,有些研究就认为粘土矿物的形成也未必需要大量液态水参与。

另一方面是地貌形态信息:河谷中的侵蚀痕迹、混沌地貌、沟槽、冲沟、RSL等等,这些很多是和地球上的流水侵蚀地貌相似,或者和地球上液态水干涸之后的形态相似,但这些对应关系也不是必然的,流水作用可能形成,其他原因也一样可能形成,毕竟会流动的不仅仅是水,液态的也不仅仅是水。

如果两者能吻合,那当然是更加增添了流水成因的证据,例如RSL,既有形态上的流动特征,又有成分上的高氯酸盐富集,但即使这样也没有到板上钉钉的程度,这点

大大也详细说了。更何况随着探测数据的越来越完备,两者不吻合的也挺多的。

↓ 比如2016年这篇GRL认为火星上的冲沟可能不是由于液态水引起的 New insights into gully formation on Mars: Constraints from composition as seen by MRO/CRISM

影像数据显示出流动痕迹,但光谱的矿物成分数据完全没有显示出水的存在

但again,类似的地貌可能有不同的成因,可以有些和流水有关有些和流水无关,这个逻辑完全没毛病,所以这些证据这也无非是哪边加了一分的程度,够不上绝杀。

拓展阅读

关于火星季节性斜坡纹线(RSL)刘博洋:如何解读 2015 年 9 月 28 日 NASA 关于火星的「重要发现」?

天文学话题下的优秀答主

科学上看

的答案就好了。从一个业余火星爱好者的角度看,我觉得这个问题恐怕还要争论一段时间,原因如下:
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图片来自Twitter账号@kat_volk,这是这篇文章第一作者Colin Dundas所在单位,位于美国亚利桑那的USGS天文地质实验室楼道里的讨论版:

左边:『华盛顿时报:火星上没有水!Colin Dundas: 恶名昭著的梦想粉碎者』

右边:『慢着,Colin,我手里有证据显示火星上确实有水! Tanya Harrison, 梦想的守护者』

右边的Tanya姐姐也是很厉害的火星专家,玩过好奇号火星车的。。。BTW: Twitter账号@tanyaofmars

行星科学家争论问题的方式真牛逼!我们应该好好学习!


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