火星似乎傳來(lái)了屬于它的“心跳”聲——一種規(guī)律性輕微脈動(dòng)，或?qū)⒔沂具@顆紅色星球的深藏秘密：它的地下深處很可能流動(dòng)著液態(tài)水。北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院李嘉琪團(tuán)隊(duì)獲得的這一突破性發(fā)現(xiàn)，為探尋火星生命之源提供了令人振奮的新證據(jù)。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

“火星上有沒(méi)有水？一直以來(lái)都是行星科學(xué)最核心的前沿問(wèn)題。答案直接關(guān)系到火星是否具備孕育生命的條件。”李嘉琪介紹，過(guò)去，科學(xué)家們主要通過(guò)分析衛(wèi)星拍回的影像或雷達(dá)探測(cè)的信號(hào)尋找蛛絲馬跡，但這些“遠(yuǎn)觀”得來(lái)的線索常常模棱兩可。

這一次，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用另一種方法——“傾聽(tīng)”火星的地震。他們巧妙借鑒了地球上的已知現(xiàn)象：冰川融水滲入地下，有時(shí)會(huì)引發(fā)小型地震?！澳敲?，火星上季節(jié)性地震，會(huì)不會(huì)也是地下冰融化成水、悄然活動(dòng)的結(jié)果？”李嘉琪拋出問(wèn)題。

帶著這個(gè)猜想，研究團(tuán)隊(duì)分析了國(guó)際“洞察號(hào)”火星探測(cè)器記錄的地震數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：一類(lèi)特殊的“火震”，總像預(yù)約好了一樣，集中在北半球的春天和夏天“打卡”，到了寒冷時(shí)節(jié)就近乎消失。這種像“開(kāi)關(guān)”一樣突然出現(xiàn)又消失的響應(yīng)節(jié)奏，很難只用氣溫升降這類(lèi)緩慢變化的原因來(lái)解釋。

“這很可能是因?yàn)榛鹦菧\層地下存在冰?！崩罴午飨蛴浾呙枥L出這樣一幅動(dòng)態(tài)圖景：當(dāng)春夏來(lái)臨，溫度回升，這些冰開(kāi)始融化成水。水會(huì)順著巖石縫隙向下滲透，這個(gè)過(guò)程如同給生銹的齒輪滴了點(diǎn)潤(rùn)滑油，“滑到”地下深處斷層，同時(shí)水?dāng)D進(jìn)縫隙也會(huì)產(chǎn)生壓力。兩者結(jié)合，就可能引發(fā)一次輕微的“火震”。等到天氣轉(zhuǎn)冷，水重新凍結(jié)，斷層閉鎖，這類(lèi)“火震”也隨之停止。

李嘉琪推測(cè)，由于大氣稀薄且距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，火星的平均地表溫度低于地球，通常處于冰點(diǎn)以下。然而，火星地表分布著大量鹽類(lèi)物質(zhì)，鹽分則扮演了高效的“防凍劑”角色，使得冰能在更低溫度下融化。因此，即使在火星寒冷環(huán)境中，仍可能存在液態(tài)水，只不過(guò)是以“鹽水”混合物的形態(tài)存在。

為了驗(yàn)證該想法，研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里成功模擬了火星環(huán)境。實(shí)驗(yàn)表明，鹽分確實(shí)如同高效的“防凍劑”，并且形成的鹽水會(huì)順著鹽度差異快速向下“鉆”，形成輸送通道。“這就解釋了為什么地表附近的季節(jié)變化能影響到地下幾公里深處，并足以引發(fā)能被儀器捕捉到的‘火震’?！闭撐牡谝蛔髡摺⒈本┐髮W(xué)博雅博士后石靜說(shuō)。

綜合多項(xiàng)證據(jù)，李嘉琪指出，火星北半球中高緯度地區(qū)（約北緯30度以上），是目前最有可能找到這類(lèi)季節(jié)性活躍液態(tài)水的地方。這不僅為火星現(xiàn)今存在液態(tài)水提供了獨(dú)立證據(jù)鏈，更揭示了一個(gè)可能的水文循環(huán)動(dòng)態(tài)框架：水以某種方式（如從大氣凝）“注入”淺層土壤，在溫暖季節(jié)融化下滲，觸發(fā)“火震”；“火震”又可能震開(kāi)新的裂縫，為水向更深處遷移打開(kāi)新的流體通道。如此，“水”與“震”相互影響，形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)閉環(huán)。

這項(xiàng)研究首次通過(guò)“聽(tīng)音辨位”的方式，系統(tǒng)地推斷出火星這顆紅色星球的淺地表正在發(fā)生的水文過(guò)程。“它極大推進(jìn)了我們對(duì)火星的理解——它并非一個(gè)完全‘沉寂的世界’，其地下可能正進(jìn)行著微妙的物質(zhì)與能量循環(huán)。這一發(fā)現(xiàn)也為我國(guó)未來(lái)火星探測(cè)任務(wù)的著陸區(qū)選址與宜居性評(píng)估提供了至關(guān)重要的科學(xué)依據(jù)?！?/p>