普拉努姆·奧斯特勒地區位於覆蓋火星南極的超過三十億年曆史的冰蓋邊緣，在任何紅色星球最無趣的地點列表中都將名列前茅。它冰凍、平坦且毫無特色，對於任何有抱負的探險家來說，似乎除了風吹起的塵埃和結晶二氧化碳漂移物之外，沒有什麼可看的。除非，人們能夠以某種方式窺視其寒冷的表面深處，到達冰蓋底部下方約1.5公里處，那裡可能潛伏著一個液態水湖，其面積幾乎是曼哈頓島的三倍。
這個潛在的湖泊是由一組義大利科學家利用歐洲航天局火星快車軌道飛行器上的火星地下和電離層探測高階雷達（MARSIS）儀器三年來的資料發現的，它至少有幾米深，並且可能是一個固定的、穩定的地下特徵。如果得到證實，這將是現代火星上已知的第一個液態水庫——這是尋找紅色星球過去甚至現在生命的關鍵，有可能為地球的鄰居如何在數十億年前從一個更溫暖、更溼潤的世界深刻轉變為當前的乾燥狀態提供新的線索。這些結果於7月25日在羅馬舉行的新聞釋出會上宣佈，並在7月26日出版的《科學》雜誌上的一項研究中詳細介紹。該團隊寫道，儘管這只是一個探測結果，“但沒有理由斷定火星上地下水的存在僅限於單一地點。”
羅馬三大大學的論文合著者塞巴斯蒂安·勞羅說：“火星南極冰蓋下存在液態水體具有多種意義，為火星環境中微生物的存在開闢了新的可能性。”“此外，它還提供了有力的佐證，表明曾經以海洋、湖泊和河流的形式在火星表面大量流淌的水填滿了地下空隙。”
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在過去的12年中，MARSIS使用低頻雷達脈衝束繪製了火星地下地圖，這些脈衝束可以穿透地表以下數公里。儘管這些脈衝可以相對完好地穿過大多數物質，但每次遇到不同材料之間的邊界時，例如冰和基岩的介面，這些脈衝都會反射回航天器。這種反射在液態水的介面處尤其強烈，並在資料視覺化中顯示為明顯的亮點。在對早在2007年就已出現的火星南極冰蓋下亮點初步探測的基礎上，義大利團隊重新程式設計了MARSIS，以採用更密集的掃描模式，然後在2012年至2015年期間使用該儀器對普拉努姆·奧斯特勒地區進行了29次調查。在整個觀測活動中，新的MARSIS讀數一次又一次地顯示，在普拉努姆·奧斯特勒地區冰蓋下的碗狀凹陷處，有一個持續存在的20公里寬的亮點——這一特徵與相當大的液態水體（或者，公平地說，與更類似於地下汙泥的含水沉積物）相符。然後，該團隊花費了將近一年的時間分析資料，又花費了兩年時間撰寫論文，並試圖排除對其所見事物的非水性解釋。
數十億年前，火星是一個更像地球的地方，那裡有海水彙集，雕刻出巨大的峽谷，並從溫泉中湧出。許多天體生物學家推測，生命可能很容易在那裡開始。但是，在這個充滿希望的早期存在中，這個星球不知何故迷失了方向，變成了乾涸的海洋、河流和湖泊的乾燥球體。對該星球表面的機器人任務仍然發現那個逝去時代的驚人迴響，例如在岩石上形成的水冰霜，以及像露水一樣凝結在著陸器支腿上的水滴。軌道飛行器也瞥見了可能是在火星夏季高峰期沿著陽光照射的隕石坑壁流下的細流。也許生命也設法以某種程度的減少、有限的方式得以延續。但是，如果是這樣，它將不得不與一個所有水分都會在稀薄、寒冷的空氣中迅速消失的世界作鬥爭，使表面乾燥如骨。儘管如此，曾經流過陸地的水必須去某個地方。其中一部分可能由於火星微小的引力場而流失到太空，但該星球含水量的很大一部分從未真正離開，而是凍結在地下。現在看來，並非所有埋藏的含水財富都已凍結。
火星普拉努姆·奧斯特勒地區的雷達研究（左圖）揭示了埋藏在1.5公里厚的冰和泥土（右圖）下的湖泊（中心圖中的大藍點）的證據。圖片來源：背景地圖：美國宇航局和海盜號；THEMIS背景：美國宇航局、噴氣推進實驗室-加州理工學院和亞利桑那州立大學；MARSIS資料：歐空局、美國宇航局、噴氣推進實驗室、義大利航天局和羅馬大學；R. Orosei et al 2018
挪威極地研究所的冰川學家安雅·迪茨說：“真正令人興奮的是，這是一個穩定的液態水體，在三年的雷達資料中觀察到，而不僅僅是在短時間內觀察到的液滴。”迪茨撰寫了關於這一發現的隨附評論。迪茨說，這個地下湖可能類似於地球上透過雷達探測在南極洲和格陵蘭冰蓋下發現的那些湖泊。
無論是在地球冰川下還是在火星冰蓋下，融化的機制都非常相似：向上滲透的熱量與向下壓的絕緣材料的大量體積相結合，形成融水湖。在地球上，這些湖泊通常透過通道連線，形成分支的河流狀水網，這些水網延伸到冰下廣闊的空間。在1980年代後期，現在在行星科學研究所的研究員史蒂夫·克利福德開始探索在火星南部和北部極地冰蓋下如何發生類似的水文活動，以及它是否可能將融水注入他假設應該存在於該星球永久凍土層下的全球性含水層。克利福德的模型表明，大量的液態水可能仍然隱藏在該星球的深處，為很久以前從日益不適宜居住的表面撤退的任何生命提供了一個遍佈全球的避難所。
克利福德說：“這一發現可能具有極其重大的意義。”克利福德沒有參與這項研究。“根據與地球的類比，如果地下仍然存在水，那麼沒有理由相信在火星上產生並在地下條件下進化的生命不能持續到今天……。 如果你在[普拉努姆·奧斯特勒地區]地表下1.5公里處有液態水，那麼液態水也很可能存在於更深處。如果你在一個星球的某個區域具有生命存在的條件，而該區域與其他液態水也存在的區域在水力上是連通的，那麼你可能會有一個非常龐大的地下生物圈，自該星球的早期歷史以來就已倖存下來。”
然而，這種生命將不得不與另一個關鍵因素作鬥爭，這個因素使其水生環境成為可能：從岩石和沉積物中滲出的礦物鹽，它們充當防凍劑。鹽分浸透融水，會產生鹽水，這些鹽水在遠低於純水典型冰點的情況下仍保持液態。已知在某些火星岩石中大量存在這種鹽，並且是最有可能導致先前在星球表面觀察到的露珠狀液滴和隕石坑壁細流的原因。但是克利福德抱有希望，認為像地球上驅動火山和溫泉的地熱熱點這樣的地下地熱熱點可能足以加熱火星地下的某些部分，從而允許液態水庫在那裡存在，而無需生命破壞性的鹽含量。事實上，這樣的熱點可能是MARSIS團隊新發現的湖泊的原因。
這些推測目前必須保持未經檢驗的狀態。MARSIS儀器的靈敏度和解析度不足以清楚地確定該沉積物的厚度，或者它是否實際上與其他類似的水體相連，儘管使用尚未建造的下一代軌道飛行器上更先進的雷達儀器進行的研究可能會澄清這些細節。就此而言，探測本身尚未得到證實：美國宇航局火星勘測軌道飛行器上的另一個名為SHARAD（“淺層雷達”的縮寫）的雷達探測儀器也多次掃描了普拉努姆·奧斯特勒地區和其他區域，以尋找埋藏的水。但其光束無法穿透那麼深，並且尚未複製MARSIS的探測結果。即便如此，史密森學會的SHARAD團隊成員兼高階科學家布魯斯·坎貝爾表示，“SHARAD有可能會有針對性地努力收集更多跨越該區域的軌道資料，從而積累足夠的回波強度來探測MARSIS看到的反射體。”
最終，可能需要“地面實況”來解開火星地下世界究竟鎖定了多少水的謎團。但是，目前沒有公共或私人計劃來建造或發射能夠鑽探或融化到可能需要直接在星球上任何地方採集融水樣本的深度的任務，無論是機器人任務還是載人任務——克利福德說，這可能是最好的。
他說：“生命可能目前存在於極地冰層下的某個地方的可能性，加強了我們必須注意我們的調查不要不必要地汙染火星的觀點。”“這不僅可能使任何生命探測實驗的結果模稜兩可，而且還可能汙染一個可能在全球範圍內相互關聯的棲息地，從而對任何本土生物圈產生非常嚴重的影響。我擔心，除非我們非常小心，否則我們最終可能會對我們在另一個星球上探測到的第一個生命的滅絕負責。”