港大地质学家提出火星的古代湖泊数量可能远超

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

加拿大的 Pingualuit 火山口湖是地球上冷撞击火山口湖的现代例子，和火星上的古代火山口湖类近。（图片鸣谢： Google 地球）

(原新闻稿已于9月16日发布)

图中为火星上一个偌大的撞击坑湖（左）和一个细小的永久冻土湖（右）。图像显示了将火星轨道器激光高度计MOLA 和高分辨率立体相机HRSC所录得的高程数据加迭于热辐射成像系统THEMIS（左）和CTX相机图像（右）上的模样。（图片鸣谢：ESA/JPL/NASA/ASU/MSSS）

湖泊是由降雨、融雪、河流和地下水供给的水体（bodies of water），不但为地球孕育生命，亦包含过去气候的重要地质记录。尽管今天的火星是一片冰冻的沙漠，但科学家们早已证实，这个赤红的星球于数十亿年前确曾存在古老湖泊，当中很可能还包含其古代生命和气候状况的证据。香港大学（港大）地球科学系地质学家Joseph MICHALSKI博士统合分析由卫星搜集多年、有关火星湖泊证据的数据，提出以下论点：科学家们可能大大低估了曾经在古代存在的火星湖泊数量。

Michalski 博士和其国际研究团队最近在《自然天文学》（Nature Astronomy）上发表了他们的研究结果，提出了对古代火星湖泊的新论点。Michalski 解释道：「我们知道火星上大约有 500 个古老的湖泊，但已知的湖泊几乎所有都很大，平均大于 100 平方公里；但纵观地球上，七成以上湖泊的面积都较这个为小，并多于寒冷环境下在冰川融化后形成。因此，小湖泊很可能于火星上存在，但若透过卫星遥感（remote sensing）来辨识则比较困难，粗略估计火星上很可能有至少七成的火星湖泊尚未被发现。」科学家透过监测地球上的这些小湖泊以了解气候变化；同样地，火星上未被发现的小湖泊很可能包含有关昔日气候的重要信息。

此论文亦指出，大多数已知的火星湖泊可以追溯到 35 到 40 亿年前，但期间每个湖泊可能只存在了很短的地质时间（一万到十万年）。这意味着古代火星的气候多为寒冷而干燥，但却曾经在很短的时间内偶尔变暖。 Michalski 补充说：「由于火星上的低重力和普遍的细粒土壤，造成其湖泊可能都十分浑浊。如果它们曾经存在的话，这种土壤可能阻碍光线穿透至深层，为光合生命带来挑战。」

湖泊含有水、营养物质和能量来源，包括光合作用所需的光，故微生物可存活于此。正因如此，湖泊是火星探测器进行天体生物学探索的首要目标，好像现正于火星探勘的美国国家航空航天局的毅力号火星探测器便是一个例子。然而 Michalski 提醒说：「并非所有湖泊都一样，换句话说，有些火星湖泊比其他的更适合微生物生存，因为它们可能面积较大、较深和存在的时间较久远，而且具备有利于简单生命形成的热液系统环境。」从这角度来看，未来的探索目标可能应集中于大型、古老和环境多样化的湖泊。

港大生物科学学院生态学家David BAKER博士进一步解释说：「地球上有许多不同的环境，我们可借它推断其他相似的行星的情况。从斯瓦尔巴群岛（Svalbard）的崎岖地形到莫诺湖（Mono Lake）的深处，在这里我们便可以决定如何设计工具来检测其他星体的生命。这些工具主要是用作检测微生物的残骸和残留物。」David BAKER博士是研究地球湖泊中的微生物系统的专家。

中国于今年5月成功将首辆火星车「祝融」登陆火星。「祝融」目前正在乌托邦平原勘察，探索近期气候变化所带来的矿物学和化学痕迹。中国还计划在2020年代末进行一次火星样本取回任务，当中的重点很可能是其中一些有趣的湖泊沉积物。

Michalski博士是港大地球科学系的副教授及太空研究实验室的副总监。他与来自加拿大、美国和英国的研究伙伴合作进行这项由香港研究资助局资助的研究。有关Michalski博士的研究，可参看以下网址：https://www.clays.space

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