专家解读：NASA如何发现火星液态水

光谱分析是行星遥感中的常用手段。由于每种元素都有自己的特征谱线，因此根据光谱特征可以识别目标物质的成分。Lujendra Ojha为什么能从光谱数据中分析出火星表面有水呢?

首先，他利用HiRISE获得的高分辨率照片，识别出季节性坡纹所在的位置;然后，从CRISM的探测数据中提取这些位置及其周围区域的光谱，绘制成下图中的谱线。这些谱线中向下凹的地方称为“吸收峰”。由于季节性坡纹的光谱与水合盐类物质的光谱具有相同的吸收特征，推测季节性坡纹中存在水合盐类;最后，根据季节性坡纹中光谱监测到的水合盐类含量的变化，可以确定这些季节性坡纹是由水流作用形成的。

火星海拉斯盆地中发育的冲沟，宽1-10米(MRO于2011年1月14日拍摄，REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Univ。 of Arizona/Handout)

季节性坡纹发育地区的光谱分析

上图中，a和b中的彩色方框为光谱测量的区域;c为光谱测量结果，不同颜色的谱线分别对应于a和b图中不同的测量区域。d为地面实验室内测得的各种含水盐类化合物的谱线。

由上图可以看出，季节性坡纹中的物质在1.48微米、1.9微米和2.14微米处有明显的吸收峰。其中，所有区域在1.9微米谱段都有明显的吸收峰，这一位置的吸收峰与地面实验室测得的高氯酸盐的光谱特征一致。

此前，高氯酸盐类物质已经在火星上的多处地点被发现，这次的发现增加了火星上存在宜居环境的可能性，下一步NASA科学家致力于研究这些卤水的来源及其储量。

火星Horowitz撞击坑中央峰上的季节性坡纹活动及其光谱特征

上图中，a为源自Horowitz撞击坑中央峰基岩的季节性坡纹(HiRISE影像，摄于第28个火星年)，b为同一HiRISE影像中另一中央峰上的季节性坡纹(比例尺同a)。c图中的两条黑色谱线分别为CRISM测得的图a和图b中方框区域的光谱，彩色谱线为火星土壤光谱与各种盐类光谱混合的结果，从上到下依次为火星土壤与高氯酸镁、高氯酸钠、高氯酸钙的混合光谱。