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杰泽罗陨石坑:更深入地了解“毅力号”火星车的着陆点

杰泽罗撞击坑曾经可能是火星微生物垫的绝佳地点。而“毅力号”的目标就是找出是否留下了任何火星化石。

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火星的杰泽罗撞击坑曾经是一个河流三角洲的所在地。这段历史,以及寻找古代外星生命迹象的可能性,促使 NASA 选择杰泽罗作为其“毅力号”火星车的着陆点。图片来源:NASA/JPL-Caltech

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数十亿年前,一颗巨大的太空岩石撞击火星,形成了一个直径 750 英里(1,200 公里)的撞击坑,现在被称为伊西斯撞击盆地。但宇宙并未就此停止。后来,在该盆地内又发生了一次较小的撞击,形成了一个嵌入式撞击坑,后来被命名为杰泽罗撞击坑。这一对重叠的撞击事件独特地改变了该地区的岩石,帮助创造了一种科学家认为可能曾经适合生命存在的特殊地貌。

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在短短几周内,NASA 的“毅力号”火星车将开始“亲身”勘察该区域。

杰泽罗撞击坑:多样的地貌

根据航天器图像,研究人员认为杰泽罗撞击坑曾经是一个生机勃勃的河流三角洲的所在地。三角洲的形成是河流将沉积物倾倒到相对平静、较大的水体——如湖泊和海洋——中。而这个沉积过程创造了许多多样的环境。

当火星还年轻且湿润,生命很可能才刚刚在地球上萌芽时,杰泽罗撞击坑曾是一个 1,600 英尺(500 米)深的湖泊。科学家认为,一条河流网络可能汇入该地点,使其成为红色星球上生命演化的理想场所。

这就是 NASA 选择探索它的原因。火星上存在一个持久的湿地这一想法足以说服天文学家选择杰泽罗撞击坑作为 NASA 的“毅力号”火星车 以及其伴侣 “机智号”直升机 的着陆点。

杰泽罗撞击坑 — 以波斯尼亚小镇 Jezero 命名 — 跨度约 28 英里(45 公里),为火星车提供了充足的活动空间。(十多年前,国际天文学联合会,即负责命名行星体的组织,决定将一些具有科学重要性的火星撞击坑命名为地球上小镇的名称。)

“毅力号”是一个近乎汽车大小的火星车,其设计目的是表征火星的地质并研究其古代气候。在此过程中,它将搜寻古代外星生命的迹象——特别是微生物生命——并收集土壤和岩石样本,这些样本最终将被送回地球,在世界一流的实验室进行进一步研究。

而杰泽罗撞击坑为“毅力号”收集一系列有希望的样本提供了完美的场所。

NASA 的“毅力号”火星车将着陆在杰泽罗撞击坑内的这个古老河流三角洲。 (图片来源:NASA/MSSS/USGS)

NASA/MSSS/USGS

通往杰泽罗的漫长着陆之路

1976 年,NASA 的双子“维京”着陆器在短短几个月内先后登陆火星。它们没有车轮可以在地表漫游,但这些任务仍然改变了天文学家看待火星的方式。

“维京”着陆器发现了河流、湿润天气和侵蚀的清晰迹象。此外,“维京”号上的一项土壤实验甚至发现了微生物生命的初步证据。科学家后来认为那是一次误测,但总而言之,“维京”任务的发现激发了人们对更好理解火星古代气候的兴趣。这种热情促进了进一步的探索。

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在此后的几十年里,NASA 向火星发送了几辆火星车,以巩固这些发现。而且每辆火星车都比上一辆更先进。

在“毅力号”之前的最新机器人漫游者是 NASA 的“好奇号”火星车,它于 2012 年着陆,目标是确定“火星是否曾经能够支持微生物生命”。这辆机器人车在盖尔撞击坑(一个曾经的湖床)内行驶了十多英里,提供了关于火星古代气候、当前地质和水文历史的新见解。

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这有助于激发天文学家探索火星上其他曾经有过水的古老地点的兴趣。因此,在为“毅力号”的旅程做准备时,天文学家在几年的时间里考虑了大约 60 个候选着陆点。不同的研究小组对哪个地点最好有自己的想法,而 着陆点之争 经常充满争议。但随着事态的发展,人们越来越清楚地认识到杰泽罗撞击坑曾经是一个巨大的湿地。

火星的杰泽罗撞击坑是 NASA 火星 2020 火星车的未来着陆点。 (图片来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL)

NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL

奔腾的河流三角洲

2015 年,发表在《地球物理学研究:行星学报》上的一项研究表明,如今已干涸的杰泽罗撞击坑在火星过去曾两次有水。

科学家们利用卫星观测进行了地质学家所谓的“源汇”分析,即他们追踪火星流域中的各种矿物,追溯到它们在上游的原始来源。例如,在有水存在的情况下形成的粘土,似乎是从周边地区被搬运,并通过流水被带入撞击坑湖中。

有趣的是,该团队的分析表明,在水在大约 35 亿年前干涸之前,杰泽罗撞击坑在两个独立的时期内都曾服务于一个活跃的流域,从而增加了火星生命获得立足点的机会。有一段时间,水可能非常高,以至于溢出了撞击坑壁。此后,有 许多论文 支持了这些发现。

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天文学家现在将杰泽罗撞击坑设想为一个动态系统,过去水流进出长达很长时间。NASA 希望能对三角洲中心的水域样本进行采样,那里的水曾经最深。那里的泥质沉积物可能像地球上类似的岩石一样,保存着有机物的记录。也许最有趣的可能是,杰泽罗撞击坑曾经可能是微生物垫的所在地,就像湖边形成的浮萍一样。某些矿物质可能保存了这些浮萍,形成了科学家称之为叠层石的——一种分层岩石,本质上是一种化石。

“毅力号”火星车将密切关注这类火星化石沉积物。而且——当它探查、触摸和采样土壤时——杰泽罗撞击坑的岩石应该会提供新的线索,关于生命是否曾经存在于火星早期潮湿的岁月里。

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