NASA的“毅力号”火星车采集首批岩石样本

在经历最初的失误后，NASA的“毅力号”火星车在本月已成功采集了两份有潜力的火星岩石样本，可谓是势不可挡。

NASA的喷气推进实验室刚刚宣布了该火星车前三次钻取岩芯样本的一些初步发现。在第一次因岩石松散而失败后，“毅力号”于9月6日成功采集了第一个核心样本，命名为“蒙特丹尼尔”（Montdenier），并于9月8日从一块名为“罗谢特”（Rochette）的同一块岩石上采集了第二个样本，命名为“蒙塔尼亚克”（Montagnac）。

这些采样的结果证实了NASA早已希望并怀疑但缺乏更多确凿证据来证明的观点：即杰泽罗撞击坑的岩石长期暴露在水中。

“微小的原子钟”

这些样本是结晶火成岩，意味着岩石是由热熔岩或岩浆凝固成晶体而成的。岩石还显示出化学变化的迹象：风化并含有添加的盐类矿物，这可能是附近水源蒸发后留下的。当“毅力号”刮掉岩石表面时，团队根据外表面与新鲜暴露区域的颜色差异，判断岩石已被氧化。

“这块岩石……从很多方面来看，都是绝对理想的，而且它竟然是我们采集到的第一个样本，这真是太不可思议了，”加州大学伯克利分校的地球化学家、NASA样本返回团队的参与科学家大卫·舒斯特（David Shuster）说道。

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他说，团队一年多来一直在希望采样杰泽罗撞击坑底部的这个区域。

布朗大学的行星地质学家、以及“毅力号”任务科学目标定义团队主席杰克·穆斯塔德（Jack Mustard）表示，这些首批样本似乎是火成岩，这对确定该区域的年代非常重要。

穆斯塔德解释说，这是因为当岩石从液态熔岩或岩浆冷却时，它会锁住“微小的原子钟”——即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，你就能知道它的年龄，”他说。“结晶火成矿物在这方面特别擅长。”

校准火星陨石坑

根据公告，根据“毅力号”岩芯中的盐类可能含有古代火星水的微小气泡，这可能会暗示火星的古代气候。

穆斯塔德说，在实验室中研究这些“含水矿物”的细节，将使科学家们更好地了解水在杰泽罗撞击坑中存在的时长，并揭示“是降雨、一个静止的水体，还是地下水”。

舒斯特说，利用岩芯样本对火星地貌进行测年至关重要，因为目前研究人员没有一个可靠的时间线。

科学家们通过测量撞击坑的数量来估算火星表面的年龄——表面越古老，撞击坑就越多。但每单位时间内出现的撞击坑数量的估算，是基于从月球带回的样本，而月球的质量比火星小得多，轨道也不同。

对火星进行这种“校准”可能会极大地改变我们目前所有对年代的估算。理想情况下，火星车将采样各种年龄的岩石，以获得最佳基线。

三角洲的斟酌

考虑到这一点，选择“毅力号”的着陆点是一个艰难的决定。穆斯塔德说，在杰泽罗撞击坑和附近一个叫做尼利平原（Nili Planum）的高地“上游”区域之间进行了一番权衡。

舒斯特说，一方面，如果你在寻找生命，你应该去“液态水最明显”的地方。为此，杰泽罗撞击坑的三角洲似乎是最佳选择。

穆斯塔德解释说，三角洲形成于“一条携带大量沉积物的河流汇入一个大湖时”，并且“由于水流速度减慢，无法再携带沉积物，沉积物就会沉降下来”。

地球上的河水充满生命，当它们死亡时，也会沉入水底。但穆斯塔德说，这些曾经生命的迹象“不会持续很长时间，除非你能找到某种方式将它们放入‘棺材’里”。如果火星生物曾在河流中生存和死亡，三角洲沉积物可能会覆盖在它们的尸体之上并将它们埋葬——保护它们免遭腐烂，并可能让它们在数千年后被漫游的火星车发现。

然而，穆斯塔德表示，杰泽罗撞击坑的环境与已探索过的其他地点（如NASA“好奇号”火星车着陆的盖尔撞击坑）相似。并且，除了寻找生命之外，该区域的科学研究价值相对较低。

上游的机会

但穆斯塔德更倾向于尼利平原，那里的地形可以提供一个“完全未探索的地形”的视角：一个了解火星地下世界的窗口。虽然杰泽罗可能是寻找曾经生活在火星“表面”的生命的最佳选择，但穆斯塔德认为，考虑到地表严酷的辐射、温度波动和其他生存障碍，生命更有可能存在于火星“地下”，而尼利平原是寻找生命更好的选择，因为那里有可能。

上游的尼利平原存在被称为角砾岩块的大块岩石，有些有房屋那么大，这些岩石是在强大的陨石或小行星撞击将火星地下的岩块抛射出来时形成的。

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穆斯塔德说，即使没有古代生命的遗迹，尼利平原也能让科学家们对火星地下有更深入的了解。

委员会经过反复讨论，最终决定降落在杰泽罗撞击坑，因为在任务有限的时间内，这是一个更直接、更独特的选择。