是否记得2018年火星南极附近地下发现了一个咸水“湖”，最新的雷达数据表明，无论那次发现基于什么雷达信号，它很可能不是湖泊。至少根据火星侦察轨道器（MRO）收集的新数据，该数据由行星科学研究所的主编加雷斯·摩根及其同事最近发表在《地球物理研究快报》上。

“湖”的位置（蓝色），以及MRO在其上的路径和邻近区域（红色）供对比。图片来源 - 行星科学研究所

早在2018年，火星快车轨道器上的火星地下与电离层探测高级雷达（MARSIS）发现了一个有趣的信号。在南极冰盖下，它观察到雷达频率中有非常强烈的反射（1.8-5 MHz之间）。该仪器的研究人员认为这是火星表面下潜在液态水的迹象，因为这与他们观察到的信号最吻合，因此引发了关于水下湖泊如何存在的激烈猜测。

当时火星周围还有其他轨道器，包括MRO。然而，尽管任务操作员尽力尝试，但他们无法在冰盖下接收到任务上的浅层雷达仪器SHARAD的清晰信号。这很可能是因为它的工作频率远高于MARSIS。这种更高的频率，在15-25 MHz之间，分辨率更高，但穿透得更深的地下时，尤其是当地面主要由水冰组成时，它很难穿透得更深。

今年六月，MRO首次成功完成的“超大滚转”（VLR），将航天器轴转120°，将SHARAD转向表面，消除了航天器本体造成的干扰。

SHARAD在首次VLR发射几个月后，对南极地区的地下环境有了更清晰的观察。但结果令人失望——它没有看到任何明亮的反光，尽管它能扫描比之前多出1.5公里的冰面。信号缺失强烈表明，很可能该地点没有液态水。

2018年MARSIS数据的一个关键发现是，水面下的反射明显高于表面，表明雷达频率下其由“更亮”的物质构成——通常这是液态水的特征。然而，SHARAD只发现来自地表下的信号强度约为表面信号的0.1%。

为了弄清楚为何会出现如此大的差异，MRO工程师测试了两种理论。首先，冰是否仍然吸收了来自SHARAD的高频信号，却无法从足够低的频率接收到有效信号以检测液态水？在测试所谓“湖泊”周围信号的“损失”与附近其他表面相比时，他们找不到任何导致如此高衰减、限制他们观察液态水位置的因素。

另一种理论，也是研究人员认为最合理的，是湖泊实际上是一块异常光滑的干燥岩石——比如充满沉积物的陨石坑底部。MARSIS会把它看作类似镜子，大部分雷达信号被反射回来，而SHARAD则没有——这也解释了信号强度显著降低的原因。

这也不是火星“湖泊”可能是幻觉的第一个证据。该理论的批评者指出，要让液态水存在，要么需要极大量的地热，要么水中含有极其大量的盐分——这两者似乎都不太可能。另一项研究指出，冰冻粘土材料虽然含有水，但不是液体，可以足够明亮，能够单独重现MARSIS信号强度。

目前，这一通过剧烈滚动增强信号实现的SHARAD新发现，似乎已经彻底推翻了火星地下湖的理论。但MRO操作员们仍希望利用他们新获得的雷达能力探索火星上更多区域。接下来是寻找火星赤道附近的冰——如果在那里找到，将极大提升火星温暖区域对人类初步探索的吸引力。

文中核心信息奇奇参考自《地球物理研究快报》中论文（2025 年），本内容在此相关信息基础上编撰而成，其中配图，未标注出处者，均为自制或公开图库素材。