2020年,火星漫游者的目标原本就是它!
这是火星上吉塞罗陨石坑的地形图。颜色越浅,海拔越高。
照片:美国航天局(美国航空公司空美国航天局)
卫星观察到火星杰斯罗陨石坑(美国宇航局下一次火星探测任务的选定着陆点)中存在一些矿物的证据,这些矿物上可以完美地保存古代生命的痕迹。这使得火星探测站的位置比预期的好得多。
最近的两项研究表明,如果数十亿年前火星上就存在原始生命——这仍然是一个很高的概率——那么很有可能在杰兹罗火山口会发现这种生命的化石遗迹。考虑到美国宇航局的未命名的2020年漫游者将于明年(今年)发射到这个确切的位置,这是一个非常好的消息。杰斯罗陨石坑是火星车的完美目标,这并不奇怪——因为它具有潜在的、对生命友好的特征,或者至少在过去具有这样的潜在特征,所以美国宇航局在仔细考虑后选择了它。
几十亿年前,这个49公里宽(30英里)的陨石坑充满了从附近一个大型蓄水区及其相连河流流出的水。火星上的气候当时比现在更温暖,杰兹罗火山口的湖泊可能已经适合居住,并有类似细菌的微生物生命。因此,美国宇航局希望火星漫游者在2020年能够探测到陨石坑中的粘土矿物并检查其沉积物,但是最新的研究指出了其他有吸引力的科学目标。
杰兹罗陨石坑的伪彩色图像显示了古代三角洲的边缘,科学家在那里发现了水合二氧化硅。
照片:美国宇航局
布朗大学博士生杰西·塔纳斯(Jessie Tanas)领导的研究小组在《地球物理快报》上发表的一篇论文中称,他们发现在古代三角洲边缘的岩石突起处存在水合二氧化硅。这是个大新闻,因为众所周知水合二氧化硅是二氧化硅的一种,它可以在地球上留下古代生命的化石证据。在另一篇发表在《伊卡洛斯》杂志上的论文中,由普渡大学的布里欧尼·霍根领导的研究小组指出,在杰兹罗陨石坑中存在碳酸盐,这也是一种能很好地保存古代生命和其他重要生物特征痕迹的矿物。
这两项发现都是由美国宇航局火星侦察轨道器(MRO)上的紧凑型火星侦察成像光谱仪(CRISM)完成的。因为水合二氧化硅产生的光谱信号很弱,塔纳斯和她的同事可以通过应用两种大数据处理方法来确认这些特征。为了找到碳酸盐,霍根和她的团队将紧凑型火星侦察成像光谱仪(CRISM)数据与火星表面的高分辨率图像和地形模型相结合。
在这张杰兹罗陨石坑的伪彩色图像中,绿色代表碳酸盐矿物。
照片:美国航天局,美国航空公司空美国航天局
当进入这个项目时,塔纳斯和他的同事并不期望找到水合二氧化硅的证据。
“我们在本项目中应用了为高光谱图像开发的一种新的数据分析方法,并将其用于从轨道获取火星表面的成分信息以及吉塞罗陨石坑和周围地区的图像。”塔纳斯在给吉兹莫多的电子邮件中写道,“当我们开始的时候,杰兹罗陨石坑还没有被选为美国宇航局2020年探测车的着陆点,所以我们对在杰兹罗内外发现新的矿物或矿物组合非常感兴趣,因为它离另一个候选人的最终着陆点很近,即大瑟斯特高原的东北部。”
当古老的河流流入火山口时,它们从分水岭带走的矿物质沉积下来,形成了一个扇形三角洲,现在富含粘土。如《地球物理快报》所述,水合二氧化硅矿床位于三角洲边缘的低海拔地区。这表明这些物质形成于三角洲的底部,即所谓的底部吸积层,因此它成为2020年探测的主要地点。
塔纳斯说:“这些矿物和矿物组合告诉我们,在什么条件下,这个地区的水和岩石会相互作用。”“大多数水岩相互作用发生在数十亿年前。这些水岩化学反应中的一些会产生可居住的环境,包括在杰兹罗火山口的古老湖泊中可能存在的可居住环境,这些湖泊是由水在岩石上的物理运动形成的。”
在杰兹罗陨石坑的西部内边缘发现了显著的碳酸盐特征,霍根在美国宇航局的新闻稿中称之为“浴缸环”。碳酸盐通常形成于温暖的浅海,通常与生物活动结合在一起,所以火星上的碳酸盐引起了每个人的兴趣。在地球上,碳酸盐有助于贝壳、珊瑚和重要的叠层石(大量微生物形成的岩石结构)变成化石。诚然,在火星上不可能找到贝壳和珊瑚的痕迹,但类似细菌的微生物证据是另一回事。
为了说明火星生命的遗迹是什么样的,塔纳斯将其描述为“看起来像是微生物细胞在水合二氧化硅中被矿化,这意味着二氧化硅是在细胞壁之间形成的,含有微型化石的岩石可能富含复杂的有机物。”他说,它看起来可能类似于在古代岩石的硅石中发现的古代微体化石,包括在南非和澳大利亚发现的具有34亿年历史的化石。
令人兴奋的是,我们应该能够通过2020年火星漫游者在火星表面轻松获得水合二氧化硅和碳酸盐。漫游者将配备一个内置的化学实验室来测试样品和一个能够检测复杂有机化合物的仪器。火星车还可以拍摄沉积物的特写照片,以查看它们相对于其他岩石的分布。它还有类似小型火星侦察成像光谱仪的传感器,可以比较和分析火星侦察轨道器(MRO)的数据。如果所有这些都失败了,漫游者可以采集样本并储存起来,以备将来的任务取回并带回地球进行分析。
所有这些都非常令人兴奋。有必要提及的是,本周早些时候有关于探测到火星上氧气波动的有趣消息。“红色星球”可能已经存在或从未有过生命,但我们一定会尽最大努力找到它的答案。好消息是,我们不必等太久,新的漫游者就可以开始在杰兹罗陨石坑附近进行探测——它将在2021年2月眨眼之间到达。
乔治·德沃斯基
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