风吹来的一堆堆灰尘，还是一层层的冰?欧洲航天局的“火星快车”号重新探索了火星最神秘的特征之一，以弄清它的组成。它的发现表明，水冰层在地下延伸了几公里——这是迄今为止在火星这一地区发现的最多的水。
15年前，火星快车号研究了美杜莎凹地层(MFF)，发现了深度达2.5公里的大量沉积物。从这些早期的观察中，人们并不清楚这些沉积物是由什么组成的——但现在新的研究给出了答案。
美国史密森学会(Smithsonian Institution)的托马斯·沃特斯(Thomas Watters)说:“我们利用火星快车号(Mars Express)的MARSIS雷达获得的最新数据再次探索了MFF，发现沉积物比我们想象的还要厚:厚达3.7公里。”他是发表在《地球物理研究快报》(Geophysical research Letters)和2007年最初研究的两项新研究的主要作者。“令人兴奋的是，雷达信号与我们期望从分层冰中看到的信号相匹配，并且与我们从火星极地帽中看到的信号相似，我们知道那里富含冰。”
如果冰融化，锁在MFF中的冰将覆盖整个星球，形成一层1.5到2.7米深的水:这是火星这一地区发现的最多的水，足以填满地球的红海。
MFF由几个风雕刻的特征组成，直径数百公里，高度数公里。在火星高地和低地的交界处发现的这些特征，可能是火星上最大的单一尘埃来源，也是火星上最广泛的沉积物之一。
火星快车号的初步观测显示，MFF对雷达来说相对透明，密度低，这两个特征都是我们从冰沉积物中看到的。然而，科学家们不能排除一种更干燥的可能性:这些特征实际上是风吹尘埃、火山灰或沉积物的巨大堆积。
“这就是新的雷达数据的来源。考虑到它的深度，如果MFF只是一堆巨大的尘埃，我们预计它会在自身重量的作用下被压缩，”意大利国家天体物理研究所的合著者Andrea Cicchetti说。“这将创造出比我们用MARSIS实际看到的密度大得多的东西。当我们模拟不同的无冰材料的行为时，没有什么能再现mff的特性——我们需要冰。”
相反，新的结果表明，地球上有一层灰尘和冰，上面都有一层几百米厚的干燥灰尘或灰烬保护层。
虽然火星现在看起来是一个干旱的世界，但它的表面充满了水曾经丰富的迹象，包括干涸的河道，古老的海洋和湖床，以及水雕刻的山谷。我们还在火星上发现了大量的水冰，比如巨大的极地冰帽，靠近赤道的地下冰川，以及火星土壤中的近地表冰。
赤道附近的大量冰——比如那些被怀疑潜伏在mff干燥表面下的冰——不可能在地球目前的气候条件下形成。它们一定是在之前的气候时期形成的。
“这项最新的分析挑战了我们对美杜莎凹地层的理解，并提出了与答案一样多的问题，”欧空局火星快车和欧空局外火星痕量气体轨道器(TGO)的项目科学家科林威尔逊说。“这些冰沉积是多久以前形成的，当时火星是什么样子的?”如果证实是水冰，这些巨大的沉积物将改变我们对火星气候历史的理解。任何古老的水库都将是人类或机器人探索的迷人目标。”
这些冰冷的MFF沉积物的范围和位置也将使它们对我们未来的火星探索非常有价值。前往火星的任务需要在火星赤道附近着陆，远离富含冰的极地冰盖或高纬度冰川。他们需要水作为资源，所以在这个地区找到冰几乎是人类登陆火星的必要条件。
“不幸的是，这些MFF沉积物被数百米的灰尘覆盖，至少在未来几十年内无法进入。然而，我们发现的每一点冰都有助于我们更好地了解火星水以前在哪里流动，以及今天在哪里可以找到水。”
虽然火星快车号在几公里深处绘制了水冰图，但火星轨道飞行器TGO提供了近地表水的视图。这个轨道飞行器携带着FREND仪器，该仪器正在绘制火星土壤最顶层的氢——水冰的一种指标。2021年，FREND在火星水手谷(Valles Marineris)发现了一块荷兰大小的富氢区域，目前正在绘制这颗红色星球上浅水沉积物的分布情况。
科林补充说:“我们的火星探测器正在一起揭示越来越多关于我们的行星邻居的信息。”
