康奈尔大学的研究人员为明亮的雷达反射提供了一个简单而全面的解释——如果不那么引人注目的话——最初被解释为火星南极冰盖下的液态水。
他们的模拟表明，水冰层的微小变化——对探地雷达仪器来说太微妙而无法分辨——会导致雷达波之间的建设性干扰。这种干扰可以产生的反射，其强度和变异性与迄今为止的观测结果相匹配——不仅在被认为是液态水的区域，而且在所谓的南极层状沉积物中。
这些发现是基于对10000种分层情况的模拟，每种情况下，冰层厚度和灰尘含量都有1000种变化——但没有一种不寻常的条件或外来物质是液态水存在所必需的。
“我不能说那里不可能有液态水，但我们表明，有更简单的方法可以得到同样的观察，而不必延伸那么远，使用我们已经知道存在的机制和材料，”丹尼尔·拉里奇说，他是康奈尔天体物理学和行星科学中心(CCAPS)的研究助理，位于艺术与科学学院(A&S)。“通过随机的机会，你可以在雷达上产生相同的观测信号。”
Lalich是6月7日发表在《科学进展》上的《冰成分和冰层厚度的微小变化解释了火星极帽下没有液态水的明亮反射》一文的第一作者。共同作者是亚历山大·海斯，天文学系(A&S)的詹妮弗和阿尔伯特·孙教授和CCAPS主任，以及CCAPS的研究助理瓦莱里奥·波吉阿里。
机器人探测器已经提供了大量证据，证明古代火星表面有水流动，包括在一个以前的河流三角洲，现在正由美国宇航局的毅力号探测器进行调查。2018年，欧洲航天局(European Space agency)领导的火星快车轨道器(Mars Express orbiter)科学团队的成员们宣布，依靠一种可以探测地表以下水冰和潜在隐藏的含水层的雷达仪器，他们发现了埋在南极冰盖下的一个湖泊。
其意义是巨大的:哪里有液态水，哪里就可能有微生物。
拉里奇说，虽然同样明亮的雷达反射可能表明地球上有一个冰下湖，但火星上的温度和压力条件却大不相同。在这种情况下，液态水需要是厚厚的盐水，或者需要外来矿物或极地帽下的活跃岩浆室-这两种情况都没有被发现。与此同时，另一艘宇宙飞船的观测显示，明亮的反射分布在不同深度的沉积层上，与地表条件无关。Lalich说，初始位置大约12英里宽的水的条件不适用于其他地方。
Lalich先前使用更简单的模型表明，明亮的雷达信号可以在没有液态水的情况下产生，但他说，关于冰盖下有冰冻二氧化碳层的假设可能是不正确的。
他说，新的研究讲述了一个更完整的故事，用更真实的模型填补了雷达干扰假说的空白。数千个随机生成的分层场景仅基于火星两极已知的条件，并且以数十或数百英里的方式改变了冰层的组成和间距。
这些细微的调整有时会产生明亮的地下信号，这些信号与火星快车轨道器的MARSIS雷达仪器使用的三个频率中的每一个频率的观测结果一致。MARSIS雷达仪器是美国宇航局和意大利航天局的合作伙伴关系。拉里奇认为，原因可能很简单:雷达波从间隔太近的层反弹，仪器无法分辨，这可能会导致波峰和波谷被放大。
拉利奇说:“这是我们第一次有一个假设，可以解释冰盖下的所有观测结果，而无需引入任何独特或奇怪的东西。”“我们得到的明亮反射散射到各处的结果，正是你对雷达薄层干扰的期望。”
虽然不排除未来可能会有更强大的仪器进行探测，但拉里奇说，他怀疑这颗红色星球上液态水和潜在生命的故事很久以前就结束了。
拉利奇说:“如果发现火星表面附近有液态水，那就太令人兴奋了。”“我只是觉得它不存在。”
这项研究得到了美国宇航局的支持。
