毅力号边缘采集的首批火星岩石样本有望解答水问题

在最初的失误之后，美国宇航局的“毅力号”火星探测器目前进展顺利，本月已获取了两份有希望的火星岩石样本。

美国宇航局喷气推进实验室刚刚公布了火星车前三次钻取岩芯的初步发现。由于岩石易碎，第一次尝试失败后，毅力号于 9 月 6 日成功钻取了第一个岩芯样本，称为“Montdenier”，并于 9 月 8 日从同一块名为“Rochette”的岩石中取出了第二个岩芯样本“Montagnac”。

这些采样的结果支持了 NASA 此前的希望和怀疑，但需要更多确凿的证据来证明：耶泽罗陨石坑的岩石确实长期暴露在水中。

“小原子钟”

这些样本是结晶火成岩，即由炽热的熔岩或岩浆凝固成晶体的岩石。岩石还显示出发生化学变化的迹象：风化并含有盐矿物，可能是附近水蒸发后留下的。当“毅力号”磨去岩石表面时，团队根据外表面和新暴露区域的颜色差异判断出岩石已被氧化。

加州大学伯克利分校地球化学家、美国宇航局样本返回团队参与科学家戴维·舒斯特 (David Shuster) 表示：“那块岩石……从很多方面来说都是绝对理想的，它成为我们采集到的第一个样本，这确实相当不可思议。”

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他说，一年多来，研究小组一直希望对耶泽罗陨石坑底部的这一区域进行采样。

布朗大学行星地质学家、毅力号科学定义团队主席杰克·马斯塔德 (Jack Mustard) 表示，这些首批样本似乎是火成岩，这一事实有助于确定该地区的年代，该团队概述了毅力号任务应优先考虑的目标。

这是因为，当岩石从液态熔岩或岩浆中冷却时，它会锁定“小原子钟”（Mustard 称之为）——或被困在火星矿物中的放射性同位素。“如果你能打开矿物并读取时钟，你就能知道它有多老，”他说。“结晶的火成岩矿物在这方面特别擅长。”

校准火星陨石坑

公告称，毅力号核心中的盐分也可能含有古代火星水的微小气泡，这将暗示火星的古老气候。

穆斯塔德说，在实验室中研究这些“含水矿物”的细节将使科学家更好地了解耶泽罗陨石坑中水存在的时间，并揭示“它是降雨、静水还是地下水”。

舒斯特表示，利用岩心样本测定火星特征的年代至关重要，因为目前研究人员还没有确定的时间表。

科学家通过测量撞击坑的数量来估计火星表面的年龄——表面越老，撞击坑就越多。但对给定时间内出现撞击坑数量的估计是基于从月球带回的样本，月球的质量要小得多，轨道也不同。

完成火星的“校准”可能会彻底改变我们目前对火星年龄的所有估计。理想情况下，火星车将对各种岩石年龄进行采样，以获得最佳基准。

三角洲的审议

考虑到这一目标，选择毅力号的着陆点是一个艰难的决定。马斯塔德说，在耶泽罗陨石坑和附近的高地“上游”地区尼利平原之间做出选择非常接近。

一方面，如果你在寻找生命，你应该寻找“最明显存在液态水的地方”，舒斯特说。而对于这一点，杰泽罗陨石坑的三角洲似乎是最好的选择。

三角洲的形成是因为“当一条携带大量沉积物的河流流入一个大湖泊时”，马斯塔德说，“由于水流速度减慢，无法再容纳沉积物，沉积物会掉落下来”。

地球上的河水中充满了生物，当它们死亡时，它们也会沉入海底。但这些曾经活着的生物的痕迹“不会持续太久，除非你找到办法把它们放进棺材里”，马斯塔德说。如果火星生物在河里生活和死亡，三角洲沉积物可能会落在它们的尸体上并埋葬它们——保护它们免于腐烂，也许可以让它们在几千年后被流浪的火星车发现。

但马斯塔德表示，耶泽罗陨石坑的环境与其他已探索过的地点相似，比如美国宇航局“好奇号”探测器着陆的盖尔陨石坑。除了寻找生命之外，该地区的科学意义并不大。

上游机遇

但马斯塔德更看好尼利平原，因为它可以让我们一窥“完全未开发的地形”：一扇通往火星地下的窗口。虽然杰泽罗可能是寻找火星生命的最佳选择，但如果生命曾经生活在火星地表之下，尼利平原则是寻找生命的更好选择，马斯塔德认为，考虑到残酷的辐射、温度波动以及生活在行星暴露表面所带来的其他麻烦，尼利平原是生命更有可能生存的地方。

尼利平原上游有大量岩石，被称为角砾岩，有些像房屋一样大，它们是由强大的陨石或小行星撞击火星地下时抛出的岩石块形成的。

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马斯塔德说，即使没有古代生命遗迹，尼利平原也能向科学家提供更多有关地下的信息。

委员会经过反复辩论，最终决定降落在耶泽罗陨石坑，因为在任务有限的时间内，这是一个更直接、更独特的目标。