美国宇航局的“凤凰”号火星登陆器获得的测量结果显示，在火星史上，液态水曾与火星表

　　正在火星表面工作的热力与先进气体分析仪（TEGA）。机械臂上的铲子已经把火星土样放进一扇打开的门里，它附近的其他关着的小门，正在等待机械臂给它们传送样本。在前景位置可以看到盛放分光仪的箱子的一角，这个分光仪是用来分析火星的大气的。

　　北京时间9月15日消息，据物理学家组织网报道，美国宇航局的“凤凰”号火星登陆器获得的测量结果显示，在火星史上，液态水曾与火星表面发生互动。该 研究成果发表在9月10日的《科学》杂志上，它还说明火星寒冷的环境下曾存在液态水，这暗示类似于地球上的黄石公园里的温泉的热液系统，在火星史上非常罕 见。

　　“凤凰”号获得惊人发现

　　这些令人难以置信的研究结果，是2008年“凤凰”号对火星大气的二氧化碳里的碳和氧稳定同位素进行研究得到的。同位素是相同元素的异体，拥有不同的 中子数，例如碳-12有6个中子，而罕见的碳-13则有7个中子。确定火星二氧化碳里的同位素比率的空前精确度，更加凸显了火星表面的水历史和火山活动 史。

　　这项测量工作是由“凤凰”号上的先进气体分析仪进行的，该仪器是这颗登陆器上的热力与先进气体分析仪(TEGA)的一部分。热力与先进气体分析仪是由 美国亚利桑那大学设计和建造的。与20世纪70年代美国宇航局的“海盗”号登陆器上的分光仪(是另外唯一一个把有关火星同位素组成的数据传回地球的仪器) 相比，热力与先进气体分析仪的分光仪能更精确地对二氧化碳进行分析。

　　亚利桑那大学月球和行星实验室行星科学系教授威廉姆·鲍恩顿说：“我们把热力与先进气体分析仪当作一个犯罪现场调查员。跟化学指纹一样，同位素可以告 诉我们，是什么过程生成了我们正在研究的这种物质。”鲍恩顿负责领导了制造热力与先进气体分析仪的科研组，也是在《科学》杂志上发表的论文的联合作者。火 星大气95%是二氧化碳。美国宇航局的“火星探测计划”已经确定会优先研究火星二氧化碳里的同位素比，弥补“海盗”号收集的信息和对坠落地球的火星岩石进 行分析获得的结果存在的不足之处。

　　为了获得这些测量结果，“凤凰”号上的热力与先进气体分析仪打开一个针尖大小的缝，利用一个真空吸尘器把一股火星大气吸入到它的内部，对同位素进行分 析。亚利桑那大学构思并负责“凤凰”号任务的操作工作。2008年该登陆器在火星北极附近降落，这是有史以来第一项由一所大学领导的火星任务。

　　二氧化碳与水发生反应

　　分析结果显示，火星上的二氧化碳的碳和氧同位素比，与地球大气的二氧化碳类似。这一意想不到的结果显示，火星上的地质活动比以前认为的更多。事实上这 些最新研究结果表明，火星大气里的二氧化碳是在距离现在相对较近的时候产生的，它已经与火星表面出现的液态水发生反应。休斯顿美国宇航局约翰逊航天中心的 太空学家和这篇论文的第一作者保罗·奈尔斯说：“大气里的二氧化碳就像一名化学间谍。它渗透到火星表面的每一部分，显示水的出现和它的历史。”

　　火星的引力很小，而且没有磁场，这意味着这颗红色行星大气里的二氧化碳将会逃逸到太空里，与碳-13相比，这一过程会更容易丧失较轻的碳 -12。尽管更加久远的火星大气里应该包含更多碳-13，但事实并非如此。这说明较近的火山喷发产生的二氧化碳进入了火星大气里，在相对较近的火星过去， 火山活动比较活跃。另一个线索来自组成二氧化碳的第二种元素——氧。氧跟碳一样，拥有不同的同位素：氧-16和更重的氧-18。

　　该科研组把“凤凰”号收集的数据与研究火星陨石(在撞击过程中从火星表面飞入空中，最终落到地球表面的岩石)获得的数据进行对比。这些岩石包含的碳酸 盐物质，只能在有水和二氧化碳的情况下形成。鲍恩顿说：“火山爆发喷入大气层的二氧化碳，与在这些岩石里发现的氧同位素比非常类似。但是这些火山岩石的氧 比与火星大气里的氧比之间存在很大差异。”这说明火星陨石(火山岩)里的二氧化碳已经与液态水产生反应，二氧化碳里所含的碳-18更多。

　　把火星大气里的同位素与这些陨石里的同位素进行对比，证实了这一重大发现。例如，一块这种陨石(显然是在大约1.7亿年前，而非数十亿年前形成的)所 含的碳酸盐里的同位素比例，与“凤凰”号测量的火星大气的同位素比很相符。据奈尔斯说，同位素迹象表明，火星表面曾出现过液态水，而且数量足以对现在的火 星大气成分产生影响。这说明水最初出现在滴水成冰的环境下。

　　这些研究结果为证明促使形成碳酸盐的水环境在目前寒冷、干旱的火星上仍然存在提供了有力证据。鲍恩顿说：“这说明碳酸盐是在水和火星大气(在相对较近 的地质环境下形成的)的影响下生成的。”奈尔斯说：“这一发现并没揭示液态水和火山口形成的特定地点或时期，但是在这些环境下发生的地质活动，为我们发现 的同位素比提供了最好解释。”