美国宇航局公布的火星水冰升华消失照片

    据美国《连线》杂志报道，在美国宇航局6月20日正式宣布“凤凰”号火星探测器在火星北极发现冷冻水后，《连线》杂志科学博客上充斥着这方面的评论和提问。其中一些提问确实有“科技含量”。以下即是《连线》杂志有关“凤凰”号火星探测任务的常见问题解答。

    1.你怎么知道那是水冰，而非固态二氧化碳(即干冰)？

    在冬天火星上存在大量固态二氧化碳，但是，为了保证太阳能电池提供足够的电力，“凤凰”号选择了阳光充足的夏日降落于火星北极地区。在火星夏天，由于气温太高，干冰根本无法以固态存在。这就好比是在地球上，让水冰在140度的高温下保持不融化一样。

    二氧化碳在零下125摄氏度时会在火星上结冰，据“凤凰”号携带的加拿大气象站的报告，21日火星气温不到零下80摄氏度，对于干冰而言温度这还是太高，不能保持固态。值得注意的是，最大的冰块也不过保持固态一天时间，接着便蒸发消失得无影无踪。

    2.为何不向火星发射探测生命的仪器？

    如果你想提出像“我在火星上发现了生命”这样的主张，你必须要做好准备，去表明你的样本在发射前绝对不会受到地球细菌的污染。做到这一点，需要对仪器进行繁杂的消毒。大家不要担心——在发射前科学家已对“凤凰”号火星探测器进行了大量消毒处理。当然，他们一定采取了极端措施，才能将任何遭污染的可能性排除。采取这样的措施势必会大幅增加探测任务的成本，并超出任务预算。所以，美国宇航局和喷气推进实验室必须在当前的预算之内制定寻找水和生命存在条件的任务计划。

    3.阳光照射下的白色发亮物质究竟发生了怎样的变化？

    科学家表示，他们还在监控白色物质在阳光下的任何变化。他们确实看到了一些变化，但不愿做更多的说明，也不愿透露更多的细节。至于消失的大块白色物质是怎样在阴影处发生变化的，一位科学家提到，白色物质所在的沟有一部分在当天早晨暴露在阳光之下。

    4.何以照片都没有颜色？

    耐心一点吧。“凤凰”号发回的第一批照片来自它的原始文件。“凤凰”号科学小组承诺，会把第一手的照片资料在第一时间透露给媒体，所以，他们率先公布了原始的单色照片。通常情况下，只要你再等一天，科学小组将会公布处理完毕的全色照片。

    5.水冰如何从固态直接转变为气态(即升华)？

    如同地球上的干冰一样，水冰直接从固态转变为气态需要两个条件：一是气压低于6.1毫巴，二是受热(比如水冰在火星太阳遭遇的情况)。在气压高于6.1毫巴的情况下，干冰也可以直接从固态变为气态，此时水汽压(空气中水汽含量)足够的低。这是因为固态和气态中的水分子未处在平衡状态。

    如果你知道同样的过程也在地球上演，一定会吃惊不已。要是你有一台不结霜的冰箱，你也许会注意到，冰块会在几天里逐渐缩小。这便是升华过程：风扇不停地从冰箱中吸收水汽，随着时间推移，冰块会不断向干燥的空气释放越来越多的水分子。

    火星的气压约为8毫巴，极为接近于水的“三相点”(triple point)，即水在处于固态、液态、气态三个相(态)平衡共存时的状态。由于火星的水汽压极低，水轻而易举在火星大气中升华，尤其是在地表随着太阳光照射温度不断升高的情况下。上述一幕发生时，土壤的温度常常超过阳光照射下空气的温度(联想一下蜥蜴在灼热的岩石中晒日光浴的镜头吧)。(孝文）