地球上的太陽輻射可以穿透冰層多達數公尺，使其中的生物得以利用光合作用活化輻射能，同時避免紫外線的傷害。而火星由於缺乏有效的臭氧層保護，表面紫外線輻射比地球高出約 30%。儘管如此，最新研究顯示，火星中緯度的冰層內依然存在輻射可居住區域，這些區域的深度從含塵量 0.01-0.1% 的冰層的數公分到乾淨冰層的數公尺不等。
火星的 Terra Sirenum 地區的這些峽谷邊緣，被認為是塵土水冰。研究人員認為，在這樣的冰層下，融水可能會形成，提供光合作用的可能場所。
「如果我們今天想在宇宙中的任何地方找到生命，火星的冰層暴露區可能是最容易找到的地方之一。」美國太空總署（NASA）噴氣推進實驗室的 Aditya Khuller 博士說。
火星上有兩種類型的冰：「水冰」和「乾冰」。Khuller 博士與同事們研究了水冰，這些大量的水冰是來自於過去一百萬年間的火星冰期中，混合著塵土降落於地表形成的古老雪堆。
塵土冰層可讓光線深入 避免水分蒸發
儘管冰中的塵土顆粒可能遮蔽深層的光線，但它們有助於解釋在冰層中當暴露於陽光時，如何形成冰下的水池。深色塵土吸收比周圍冰更多的陽光，可能導致冰層加熱並在表面下數英尺深處融化。
科學家們對於火星上的冰是否能在表面融化仍存有爭議，這是因為火星的稀薄乾燥大氣使水冰傾向於昇華（直接轉變為氣體），就像地球上的乾冰一樣。然而，這些影響在火星表面下的塵土雪堆或冰川中並不適用。
在地球上，冰中的塵土可以形成所謂的冰隙孔（cryoconite hole），即由風吹的塵土顆粒（cryoconite）落在冰上並吸收陽光，每年夏天逐漸融入冰層內部。隨著這些塵土顆粒遠離太陽光線，它們雖然停止下沉，但仍然產生足夠的熱量來在周圍形成一個融水區域，這些水池可以為簡單生命形式提供生存環境。
「這在地球上是一個常見現象。」亞利桑那州立大學的 Phil Christensen 博士說。「密集的雪和冰可以從內向外融化，就像溫室效應一樣吸收陽光加熱，而不是從上向下融化。」
2021 年，研究作者們發現了火星峽谷中暴露的塵土水冰，並提出許多火星峽谷是由冰融化形成液態水而造成侵蝕的。最新的研究表明，塵土冰層可以讓光線深入到表面下約 3 公尺處，足以進行光合作用。
在這種情況下，冰的上層可防止淺層水池蒸發，同時也提供對有害輻射的保護。這很重要，因為與地球不同，火星缺乏保護性磁場來抵禦來自太陽和宇宙射線粒子的輻射。
「最有可能形成冰下水池的水冰存在於火星熱帶地區，位於南北半球的 30 至 60 度緯度之間。」研究人員表示。這項研究已發表於《地球與環境通訊》期刊上。
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首圖來源：NASA(CC BY 4.0)
參考論文：
Potential for photosynthesis on Mars within snow and iceCommunications Earth & Environment
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