為什麼美國航天局的2020火星探測器選擇在傑羅澤(Jezero)火山口著陸?

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早在2018年11月,美國宇航局宣佈火星2020探測器將降落在傑澤羅(Jezero),傑澤羅(Jezero)火山口是一個地質多樣化的地區,有一個流入的河流沉積物沖積扇,沉積物中可能含有保存完好的古代有機分子,而沉積物在火山口的衛星圖像中清晰可見。

但是這個隕石坑還有其它的東西引起了科學家們的興趣,在可見光圖像中並沒有如此清晰地顯現出來:一個碳酸鹽的"浴缸環",科學家認為它可以容存在生物化石。火星2020探測器正在提高我們的火星可居住性的科學調查。

當"精神"號和"機遇"號去火星時,它們的任務是尋找過去或現在水的證據,它們基本上完成它們的任務。當MSL去火星時,它的任務是評估火星的可居住性,無論是古代的還是現代的。現在,火星2020探測器,有一個主要任務:尋找過去微生物生命的跡象,或者簡單地說:化石。

傑澤羅(Jezero)火山口被選中有幾個原因。這是一個古老的地區,大約35億年前的湖泊遺址。它包含古老的地貌,包括河三角洲。它還包含所謂的碳酸鹽"浴缸環"。 在火星上,碳酸鹽可以形成能持續數十億年的長壽命化石結構。這包括貝殼、珊瑚和閃石。由於傑澤羅(Jezero)火山口是水體,科學家認為有必要研究傑澤羅(Jezero)火山口邊緣的碳酸鹽環,看看那裡是否有化石。

  • 圖注:計劃著陸區

如果你仍然好奇為什麼選擇傑澤羅(Jezero)作為2020火星探測器的著陸點,請記住,選擇傑澤羅(Jezero)火山口,以及尋找火星上的化石生命,是建立在多年的嚴謹科學之上的。沒有人知道我們會在那裡找到什麼,在隕石坑的碳酸鹽豐富的邊緣。但經驗證據表明,這是一個很不錯的火星探測地點。

發表在《Icarus 》雜誌上的一篇論文詳細介紹了傑澤羅(Jezero)火山口的礦物多樣性,包括邊緣的碳酸鹽礦床。 論文題目是:《傑澤羅(Jezero)的礦物多樣性:火星上可能存在的碳酸鹽的證據》。

美國宇航局的火星勘測軌道器(MRO)用CRISM(火星小型偵察成像光譜儀)儀器發現了碳酸鹽。CRISM 專注於尋找與水相關的礦物質。CRISM圖像顯示,在傑澤羅(Jezero)邊緣有顯著的碳酸鹽跡象。

  • 圖注:傑澤羅(Jezero)火山口的位置,紫色是低海拔,紅色是高海拔。

"CRISM幾年前就在這裡發現了碳酸鹽,但直到最近我們才注意到它們是多麼集中的地方,選擇湖岸將是正確的,"論文的主要作者,印第安納州西拉斐特普渡大學的布里奧尼·霍根說。 “在整個任務期間,我們將在很多地方遇到碳酸鹽礦床,但‘浴缸環’將是最令人興奮的探測地點之一。”

  • 圖注:CRISM圖像的傑澤羅(Jezero),綠色表示碳酸鹽。

在火星上,一些最古老的化石是閃石。它們可以追溯到35億年前。石柱石是由藍藻層形成的分層結構。 如果火星在古代確實支持生命,那火星很可能有自己的閃石。如果成功的話,傑澤羅(Jezero)古湖周圍的碳酸鹽環是尋找它們的好地方。

“在湖泊環境中形成的'邊緣碳酸鹽'的可能性,是導致我們決定在傑澤羅(Jezero)著陸場的最令人興奮的特徵之一。”加州帕薩迪納美國宇航局噴氣推進實驗室的火星2020項目副科學家肯·威爾福德說:“在古老的湖岸上,碳酸鹽化學是保存古代生命和氣候記錄的神奇配方。”

  • 圖注:火星上河流溝壑痕跡,在Noachian Epoch是火星的第一個紀元,大約在35億年前,火星氣候潮溼,河流密佈。

如果碳酸鹽在湖邊形成,那麼它們很可能在火星的Noachian Epoch時代形成,Noachian Epoch是火星的第一個紀元,大約在35億年前結束。 當時,科學家認為火星的氣候相對潮溼,大氣層中二氧化碳豐富。當岩石、水和CO2相互作用時,就形成碳酸鹽。

碳酸鹽有更多的火星故事要告訴我們的,它們包含火星氣候變化的地質記錄。 由於二氧化碳、水和岩石之間的相互作用,它們的形成可以記錄火星氣候隨時間的微妙變化。它們可以幫助講述火星如何從一個有著厚厚大氣層的古老潮溼的星球到今天寒冷乾燥的沙漠的故事。

科學家還在傑澤羅(Jezero)古老的河三角洲邊緣發現了豐富的水合二氧化硅礦床。水合二氧化硅也有潛力保存化石,就像碳酸鹽一樣。 如果水合的二氧化硅礦床位於三角洲底部,那麼它也可能是尋找化石,特別是埋藏的微生物化石的好地方。

並非傑澤羅(Jezero)火山口的所有碳酸鹽礦床都是均勻的。它們位於不同區域、不同高度、不同的地形特徵和光譜特徵。也許最重要的領域是所謂的邊際碳酸鹽。 它們表現出最強烈、最清晰的碳酸鹽特徵,位於隕石坑的西內邊緣。邊緣碳酸鹽的邊緣有時與地形和外觀的變化相吻合。科學家們渴望破譯這一切意味著什麼。

當然,這隻能通過火星2020探測器的原地測量來完成。火星車將於2021年2月18日抵達傑傑澤羅(Jezero)火山口。一旦它在那裡,很多人的辛勤工作將開始回報。


地球上有一些地方,經常在高山上,從岩石中挖出來化石貝殼,人們很容易人想到該地以前可能是湖泊或者海洋所在地。

火星也會存在化石,如果有的話,我們可以通過對地球化石的瞭解,運用這些知識來推測火星的地質構造,以及火星曾經的生命系統。


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