寻找火星生命始于二月

2月18日，Mars2020任务将着陆在火星赤道附近一个名为杰泽罗的小型陨石坑。该任务包括一辆名为“毅力号”的探测车，它将探索该区域，分析岩石并收集样本，以便在2026年发射的后续任务中带回地球。该任务还包括一架名为“机智号”的直升机无人机，它将提前侦察，寻找值得研究的有趣目标。

杰泽罗之所以引人注目，是因为它曾经充满液态水，因此应该含有其影响的重要证据。更有诱惑力的是，这个陨石坑曾经可能孕育了生命。事实上，Mars2020任务的一部分就是寻找生命迹象以及岩石中保存的任何生物信号。

行星地质学家长期以来一直在研究杰泽罗，并将其作为火星任务的潜在着陆点。但决定派一辆探测车去那里，使得它成为了更深入研究的目标。

特别是，目前绕行这颗红色星球的火星勘测轨道飞行器发回了该地区的许多可见光和红外图像，使地质学家能够远程研究“毅力号”可能遇到的岩石类型。

现在，来自华盛顿特区NASA总部的阿德里安·布朗说，这项工作有助于创造一幅非常详细的图像，描绘了“毅力号”将发现的岩石以及它们可能如何被水的活动改变。布朗还讨论了杰泽罗陨石坑中的岩石与澳大利亚沃拉沃纳（Warrawoona）的地球露头相似的观点，后者含有地球上最古老的生命化石证据。

首先是一些背景。火星曾经与我们今天看到的干旱星球大不相同。大约40亿年前，火星上许多火山（太阳系中一些最大的火山）开始向大气中泵入巨大的气体和尘埃。

这捕获了太阳的能量，导致温度升高，并允许液态水在表面汇集。大气层甚至可能支撑着云层和降雨，创造了有利于生命出现的条件。

但大约37亿年前，这颗行星及其内部开始冷却，关闭了行星的内部磁发电机，摧毁了它的磁场。

随着地表冷却，液态水在两极冻结或变成永久冻土。这造成了大规模洪水的条件。每当小行星撞击加热某个区域时，永久冻土就会融化，导致洪水泛滥。今天，这颗行星布满了这些洪水冲刷出的巨大河道。

行星地质学家认为，杰泽罗陨石坑至少两次被水填满，但形成的湖泊持续了很长时间，可能持续了1000万年，并最终在大约37亿年前消失。“这可能是水在火星上最后一次流动，”布朗说，他于10月在第23届国际火星学会会议上发表了这篇论文。

该陨石坑直径约50公里，通过火星勘测轨道飞行器上的相机得到了很好的研究。不同频率的可见光和红外光图像揭示了岩石的成分以及其颗粒大小，这揭示了它随着时间的推移是如何风化的。

布朗说，这表明该陨石坑最初形成于由橄榄石（一种含铁、镁和硅酸盐的矿物）以及碳酸盐组成的岩石中。布朗说，一个重要的发现是水线之外的一处岩石露头，它揭示了岩石最初形成时的原始状态。这将成为该任务的一个重要参考，可以与经过改变的岩石进行比较。

水的作用

在陨石坑内，各个区域形成了粘土，地质学家认为这只能在水的存在下发生，水会将所需的矿物质从周围地区带过来。这可能以层的形式形成，这些层在海岸线附近可能可见。

最有趣的调查方向是布朗将杰泽罗陨石坑的岩石与澳大利亚沃拉沃纳的岩石进行比较。早在1983年，古生物学家就在这些形成于约35亿年前的岩石中发现了化石细胞的证据。它们代表了地球上最古老的生命地质证据。

这立刻引发了一个诱人的可能性，即杰泽罗陨石坑中可能存在类似的证据。如果是这样，一个重要的问题是“毅力号”是否能够收集这些证据并进行必要的详细分析。

这是一个艰巨的任务，即使是为寻找生命迹象而设计的任务。“航空航天器级别的仪器限制以及科学团队的远程位置限制了火星探测器任务可以进行的科学分析的范围，”布朗指出。

但即使不行，“毅力号”也将收集样本，这些样本稍后将由样本返回任务带回地球。这种方法的优点是，可以使用更多种类的仪器对岩石进行更详细的研究。“受到阿波罗样本的启发，这些样本至今仍在推动新的月球科学发现，我们预计MSR带回的样本的分析将依赖于我们今天可能还不存在的未来仪器，”布朗说。

布朗说，美国宇航局和欧洲空间局已同意合作进行样本返回任务。“名义上的发射日期计划在2026年，名义上的样本返回日期在2031年，”他说。因此，要对火星生命迹象的任何问题给出明确的答案，我们可能要等到那时。

参考：Mars2020和Mars Sample Return arxiv.org/abs/2012.08946