火星上為什么可以存在液態水？

近期，NASA對外宣布在火星上發現存在液態水。火星勘測軌道飛行器（MRO）傳回的數據顯示，火星的山脊上布滿深色、狹窄、從陡峭山坡上延伸而下的“季節性斜坡紋線”，屬于循環坡線，MRO配置的光譜儀顯示這些黑色條紋上存在部分水合物。這也成為了科學家們斷定火星上存在液態水的證據。

火星的大氣十分稀薄，密度不到地球大氣的百分之一，主要成分包括95%的二氧化碳以及5%的氬氣、氦氣、氧氣和水蒸氣，大氣氣壓只有500Pa~700Pa，約等于一個標準大氣壓的二百分之一。火星表面溫度通常極其寒冷，根據“探路者”衛星探測火星大氣的結果顯示，火星白天平均溫度為零下-13.3°C，夜晚平均為-76.1°C，在極端情況下，晝夜溫差可相差100多度。水的熔點（凝固點）與大氣壓、水的含鹽度有關，在一個標準大氣壓下，純水的熔點、凝固點約為0攝氏度，在其它條件下則各異。

此次發現的火星液態水最高溫度為-23°C，足以說明火星的大氣環境以及液態“水”與地球上的相差甚遠。水的三相圖如下：

由圖可知，升華線上側及熔化線左側表示呈固態，熔化線右側及蒸發線上側表示呈液態，剩余區域表示呈氣態。冰的熔點隨著大氣壓的增大而緩慢下降，以273.16開爾文（約等于0攝氏度）為界，“純凈水”在火星的氣壓和低溫下只能呈現固態或氣態，然而，非純凈水就另當別論了。

此次，NASA發現火星液態水中含有大量高氯酸鹽[高氯化鎂Mg(ClO4)2、NaClO4等]以及氯酸鹽[具有吸水特性的水合氯化鎂MgCl2(H2O)x]，含有高氯酸鹽的咸水使得火星水（實際上是鹽溶液）的熔點比純水低，這就使得火星上的冰并不需要達到0°C就能融化，這與鹽溶液的依數性有關，依數性指的是難揮發性溶質的稀溶液中溶劑的蒸氣壓、凝固點、沸點和滲透壓的數值，只與溶液中溶質的數量有關，與溶質的本性無關。相對于非電解質溶質，電解質溶質的溶液依數性更大，例如氯化鎂MgCl2，在完全電離的情況下，活度因子為3（電離出兩個氯離子和一個鎂離子），根據拉烏爾定理，在某一溫度下，稀溶液某溶劑的蒸氣壓等于該溶劑純溶液的蒸氣壓乘以溶劑的摩爾分數（與活性因子呈正相關）。

因此在一定程度內，氯酸鹽的濃度越高，火星上冰的熔點就越低，越能在更低溫下呈液態。

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