NASA 的 2020 年火星车将在火星上寻找生命迹象

现在我们确切地知道它将在哪里进行探测。

NASA 对其即将于 2020 年夏天(显而易见)发射、并在次年 2 月抵达红色星球的 “火星 2020”探测车 寄予厚望。为一项任务选择着陆点,实际上表明了您希望优先考虑哪种类型的科学研究。为此,本周宣布的 耶泽罗撞击坑的选址,证实了 NASA 及其合作伙伴希望了解火星是否曾经(或现在)是某种地外生命的家园。

这并非夸大其词——这是科学家们自己的说法。“该地点有多种多样的露头和岩石类型可供探测,‘火星 2020’探测车将能够对其进行探究,从而极大地增进我们对古代火星地表环境的了解,以及它是否可能保存任何过去生命的证据,”德克萨斯大学奥斯汀分校的行星科学家 Timothy Goudge 说。他称耶泽罗为“一个令人难以置信的着陆点,将为我们提供巨大的机会来从事非常引人入胜且有趣的科学研究。”

这个直径 28 英里的撞击坑是 从火星表面的三个决赛地点中选出的,包括东北塞提斯(那里有埋藏的热液系统)和哥伦比亚山丘(以曾经的热泉而闻名)。一项意外的候选者——米德韦(也曾有过热液活动)也得到了考虑。耶泽罗撞击坑和东北塞提斯是领先者,但 两者都没有明显的支持领先优势,NASA 科学任务理事会副局长 Thomas Zurbuchen 最终选择了耶泽罗。

考虑到耶泽罗的地理位置,这一点并不难理解。“我们认为我们可以从耶泽罗开车出来,前往周围的平原,然后到达另一个着陆点——米德韦——那是一种完全不同的地质环境,”普渡大学行星科学副教授 Briony Horgan 说,她曾协助评估候选地点。“我认为整个团队对这种可能性特别兴奋。我们从这两个地点获得的样本将是锦上添花。这不仅对火星,对整个太阳系来说,都将是一个令人难以置信的发现。”

但耶泽罗之所以受欢迎,是因为它可能是火星上保存最完好的最古老的湖盆之一。Briony 和她的同事认为,在诺亚纪(火星地质时期,介于 41 亿至 37 亿年前),火星拥有最多地表水活动的时期,它是一个活跃的湖泊,拥有河流系统。两条主要的河谷曾注入湖盆,一条溢流河谷曾让水流出。

“当湖泊存在时,它可能提供了一个宜居的环境,以我们所知的生命能够生存,”Goudge 说。“它是否真的保存了过去生命的证据,这是一个巨大的未解之谜,它驱动着‘火星 2020’探测器任务将要进行的许多科学研究。”

尽管水早已干涸,耶泽罗却有一个显著的保存下来的河流三角洲露头,指向曾经的湖泊,这很可能沉积了大量携带古老矿物质和元素的沉积物到曾经的湖床。“这些类型的沉积物记录了它们生命周期中的形成条件,当探测车沿着不同的地层前进时,它将能够解读数十亿年前这里的环境记录,”Goudge 说。“当三角洲收集其集水区的物质时,河流中运输物质并将其沉积在耶泽罗湖中的过程将导致任何现有的有机物集中在沉积物的特定层中,因此我们对着陆后去哪里探索可能的生物标志物有了非常好的了解。”

但耶泽罗最引人注目的特质之一是它拥有碳酸盐,这可能为我们提供火星生命的更具体证据。火星拥有二氧化碳大气,下雨时会产生碳酸,碳酸又会在地表产生碳酸盐。

在火星上,碳酸盐的含量异常稀少。更令人费解的是,它们在耶泽罗撞击坑中的含量实际上更高。根据 Horgan 的说法,它们可能从水本身沉淀出来。“像这样的矿物质在水中快速沉淀,能够很好地捕捉生活在水中的任何生物,”她说。基本上,碳酸盐沉积物可能保存了生活在湖底或湖岸的任何火星微生物,或者这些生命形式产生的任何生物标志物。“我们可以用探测器及其车载仪器直接观察这些东西。这是一个非常令人兴奋的可能性。”

此外,在这些湖泊沉积物的顶部可能还有一层熔岩流。熔岩流的样本可以帮助我们更好地了解火星的地质历史,也有助于我们缩小耶泽罗以及红色星球上其他撞击坑的年龄。

“所有这些因素加在一起,使得耶泽罗非常多样化且有趣,”Horgan 说。“它一直因这些原因而受到欢迎。”“火星 2020”的技术使我们有机会深入研究这些组成部分。

我们在耶泽罗学到的东西将塑造我们对整个火星的认识。耶泽罗的水活动时间线与火星其他地区的水活动时间线一致。特别是三角洲能够收集来自大片集水区的物质,并将它们集中在一个地点,这意味着探测车有机会深入研究各种各样的物质。我们还将能够更多地了解诺亚纪气候对整个星球蓬勃发展的生命有多大的适应性。“这些不仅是关于耶泽罗的重大问题,也是关于整个火星的重大问题,”Horgan 说。

是什么让“火星 2020”如此特别?嗯,还记得今年早些时候“好奇号”探测器在红色星球的岩石中发现了 古代有机物的证据 吗?“火星 2020”拥有一套仪器和车载实验室设备,可以以前所未有的细节跟进这些发现。“这辆探测车将拥有无与伦比的进行 高分辨率地质学和天体生物学研究 的能力,”Horgan 说。她很期待看到像 SHERLOC(一种能够检测岩石中有机物存在的拉曼光谱仪)和 PIXL(一种可以识别样品中单个元素的 X 射线光谱仪)这样的仪器,不仅能够寻找生物标志物和古代生命的证据,还能确定这些事物在岩石本身中的位置。

我们还可以用一辆探测车做很多科学研究,这也是围绕新任务如此兴奋的另一个原因。“我们正试图在表面进行天体生物学研究,这确实是‘火星 2020’任务的目的,”Horgan 说。但有了“火星 2020”,我们还将收集样本,最终在另一个任务中将它们带回地球。因此,这将是一个有趣的任务——我们将面临相互竞争的优先事项,迫使我们停留在某些地方研究岩石,或者四处奔走收集尽可能多的样本。但我对这辆探测器的技术印象非常深刻,我真的认为我们可以两者兼顾。”

 

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