开启寻找火星生命的启程!恒心号即将出发向火星!

2018年,美国航天局NASA决定,其火星2020恒心号探测器的着陆地点将是杰罗(Jezero)陨石坑。当时,美国国家航空航天局说,Jezero陨石坑是“火星上最有可能提供的最古老、最具科学意义的着陆地之一”。

杰罗(Jezero)陨石坑的优势

为什么要选择杰罗(Jezero)陨石坑呢?研究报告显示,杰罗陨石坑形成的时间足够长,既能促进宜居性,又能保护证据。

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Jezero陨石坑是一个干涸的古湖床,保存着河流三角洲和沉积物。它至少包含五种不同的岩石类型,并且可以取样。火山口还保存着大约36亿年前的地质特征,这是一个很好的研究特点,科学家希望能从中收集样本,最终返回地球。科学家们希望“恒心号”能够找到早期单细胞生命的化石证据。

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这张火星地图是用火星全球勘测者号上的火星轨道器激光高度计(MOLA)的数据绘制的。伊希迪斯盆地位于右中部,其中包含杰罗火山口。

不过众所周知,了解火星历史的主要障碍之一是时间。借助望远镜、轨道飞行器、着陆器和漫游者,我们对火星了解了很多。特别是在过去的几十年里,科学家们发现了令人信服的证据,表明火星曾经是温暖、潮湿和适宜居住的。但仍然有很多问题存在。

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火星上有大量的古代河床的证据,但是一些时间问题围绕着这些河流。火星上的河流流了多长时间,多久一次?多久以前?像杰罗陨石坑那样形成三角洲需要多长时间?在地球上生命进化的同时,火星很可能是可居住的,而了解火星古老河流的年代以及它们持续的时间,是了解可居住性的关键之一。

根据这些问题,科学家们开发了一个新的模型来计算火星河流的移动速度,通过对Jezero三角洲的轨道观测,科学家可以确定三角洲形成的最短持续时间。最终结果表明,三角洲的形成需要上千年的时间,甚至可能是几十万年。

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在那几十万年里,有许多干旱的时期。而流入杰罗陨石坑的河流可能每15到30年只流淌一天,可能会更频繁一些。在地球上,沉积物保存有机分子,在火星上也是如此。因此,如果Jezero的沉积物被迅速掩埋,有机分子也很有可能保存在那里。也就是说火星上残留着可能有相当长一段时间的水,这种环境肯定是适合居住的。研究表明,沉积物沉积很快,如果有有机物,它们就会被迅速掩埋,这意味着它们很可能被保存和保护起来。

地球上的河流,火星上的河流

这项研究与2019年同一作者对地球上河流的另一项最新研究有关,特别是一种叫做“单螺纹蜿蜒河流”的河流。

这项研究表明,没有植物稳定河岸的单螺纹蜿蜒河流的横向漂移速度是有植物稳定河岸的同类河流的10倍,河道的横向运动称为曲流迁移。长期以来,人们一直在研究河流的曲流迁移趋势,曲流迁移是水文成熟行星最明确的指标之一。

基于火星河流没有稳定河岸的植物这一可能的事实,以及考虑到火星上的重力,科学家猜测,Jezero三角洲的形成至少需要20到40年,但这段时间是断断续续的,并且分布在大约40万年的时间里。

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这又让我们回到了时间问题上,因为火星上最大的未知因素之一就是时间。通过找到计算进程速率的方法,我们可以开始获得火星事件时间的维度。

在地球上,单螺纹蜿蜒河流最常见的河岸上有植被。直到最近才发现这些类型的河流没有植物,在此之前,科学家们认为在植物出现在地球上之前,只有辫状、多螺纹的河流存在。但是现在科学家们发现了许多没有植被的单螺纹河流。

研究中的一条河流位于内华达州的Toyiabe盆地。这是一条没有植被的蜿蜒河流的例子。所有的河流都会经历干旱期,而形成三角洲沉积物的是潮湿期。研究人员认为,在火星上,干旱期的频率是现在地球上的20倍。如果Jezero陨石坑里有生命的话,它可能进化过太多,只限于单细胞生物。随着对Jezero陨石坑沉积物形成的新认识,以及它如何可能保存生命证据的新认识,这使得坚持不懈的探测任务更加令人期待。

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地球上的生命大约在35亿年前就开始了,大约在形成杰罗陨石坑的同时。当陨石坑形成时,地球上的任何生命都是单细胞的。如果在地球上的多细胞生命进化之前很久,就有单细胞生命存在于Jezero,那么火星生命就停滞了,耗尽了大气,地球就会绝育。

与火星相比,地球在地质学上是一个相当活跃的星球,因此许多关于生命的古老证据都被抹去了。但这在火星上从未发生过。从这个意义上说,Jezero陨石坑可能是一种时间胶囊,有可能,我们最终会找到火星上过去生命的证据。


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