美国宇航局 2020 年探测器将在火星上寻找生命迹象

美国宇航局为即将到来的火星 2020 探测器制定了宏伟计划，该探测器将于 2020 年夏季发射（废话），并于次年 2 月抵达这颗红色星球。为这样的任务选择着陆点实际上表明了你想要优先进行哪种类型的科学研究。为此，本周宣布选择耶泽罗陨石坑，证实了美国宇航局及其合作伙伴想要了解火星是否曾经（或现在）存在某种外星生命的愿望。

这不是胡说八道，而是科学家们的自我表达。“该地点有各种各样的露头和岩石类型，火星 2020 探测器将能够对其进行探查，从而大大提高我们对古老火星表面环境的了解，以及它是否可能保留了过去生命的证据，”德克萨斯大学奥斯汀分校的行星科学家蒂莫西·古奇 (Timothy Goudge) 说。他称杰泽罗是“一个令人难以置信的着陆点，它将为我们提供巨大的机会来进行非常引人注目和有趣的科学研究。”

这个 28 英里宽的陨石坑是从火星表面三个最终候选地点中选出的，这三个候选地点分别是东北瑟尔蒂斯陨石坑（埋藏着热液系统）和哥伦比亚山陨石坑（以曾经是温泉而闻名）。黑马候选地米德韦陨石坑（也是古代热液活动的所在地）也被考虑在内。杰泽罗陨石坑和东北瑟尔蒂斯陨石坑是领跑者，但两者在支持率上都没有明显领先，最终，美国宇航局科学任务理事会副局长托马斯·祖布钦选择了杰泽罗陨石坑。

考虑到耶泽罗陨石坑的位置，原因不难理解。“我们认为我们可以从耶泽罗陨石坑出发，驶向周围的平原，到达另一个着陆点中途岛——那里的地质环境完全不同，”普渡大学行星科学助理教授、参与评估候选地点的布里奥尼·霍根 (Briony Horgan) 说道。“我认为整个团队都对这种可能性感到兴奋。我们可以从这两个地点获取样本，这绝对是一举两得。这将是一个令人难以置信的发现，不仅对火星如此，对整个太阳系也是如此。”

但杰泽罗湖之所以受欢迎，是因为它可能是火星上保存最古老的湖泊盆地之一。布里奥尼和她的同事认为，在诺亚纪（距今 41 亿至 37 亿年前的火星地质时代）期间，它是一个活跃的湖泊，拥有河流系统，当时火星拥有历史上最活跃的地表水活动。两条主要河谷将水注入湖盆，一条出口谷将水排出。

“当湖泊存在时，它很可能提供了一个适宜居住的环境，我们所知的生命可以在其中生存，”古奇说。“它是否真的保存了过去生命的证据是一个悬而未决的巨大问题，它推动了火星 2020 探测器任务的大部分科学研究。”

虽然水早已消失，但杰泽罗陨石坑仍保留着一个突出的露头，即一个保存完好的河流三角洲，它通向以前的湖泊，可能沉积了大量的沉积物，这些沉积物携带着古老的矿物和元素进入以前的湖床。“这些类型的沉积物记录了它们活动期间的形成条件，随着火星车进入不同的地层，它将能够读取几十亿年前这个地点的记录，”古奇说。“当三角洲从流域收集物质时，在河流中运输这些物质并将其沉积在杰泽罗湖中的过程会导致任何现有的有机物质在沉积物的特定层内浓缩，所以我们非常清楚，一着陆就应该去哪里寻找可能的生物特征。”

但杰泽罗陨石坑最引人注目的特点之一是它是碳酸盐的产地，这可能让我们找到火星生命的更多具体迹象。火星有二氧化碳大气层，下雨时会产生碳酸，进而在表面产生碳酸盐。

在火星上，碳酸盐稀少得令人费解。更令人费解的是，它们在耶泽罗陨石坑中更为丰富。霍根说，它们可能是从水中沉淀出来的。“像这样的矿物质在水中快速沉淀，可以很好地捕获水中的生物，”她说。基本上，碳酸盐沉积物可以保存任何生活在湖底或海岸线的火星微生物，或这些生命形式产生的任何生物特征。“我们有可能用火星车及其仪器直接观察这些东西。这是一个非常令人兴奋的可能性。”

更糟糕的是，所有这些湖泊沉积物上方可能存在熔岩流。熔岩流样本可以帮助我们更好地了解火星的地质历史，还可以帮助我们缩小杰泽罗陨石坑和整个红色星球上发现的其他陨石坑的年龄。

“所有这些因素加在一起，让杰泽罗陨石坑变得非常多样化和有趣，”霍根说。“正是因为这些原因，它一直很受欢迎。” Mars 2020 的技术让我们有机会深入研究这些组成部分。

而我们从杰泽罗陨石坑中了解到的信息将塑造我们对火星整体的认识。杰泽罗陨石坑水的时间线与火星其他地方水活动的时间线相吻合。特别是三角洲能够从大片集水区收集物质，并将其全部输送到一个位置，这意味着火星车有机会将其机器人牙齿插入到各种各样的物质中。我们还将能够更多地了解诺亚纪气候对整个星球上蓬勃发展的生命的适应程度。“这些不仅是对杰泽罗陨石坑，也是对整个火星的巨大问题，”霍根说。

是什么让火星 2020 如此特别？还记得今年早些时候好奇号探测器成功找到嵌入红色星球岩石中的古代有机物证据吗？火星 2020 拥有一套仪器和机载实验室设备，可以以前所未有的细节跟踪此类发现。“火星车将拥有无与伦比的高分辨率地质学和天体生物学能力，”霍根说。她很高兴看到像 SHERLOC（一种能够检测岩石中有机物存在的原始光谱仪）和 PIXL（一种可以识别样本中单个元素的 X 射线光谱仪）这样的仪器不仅可以寻找生物特征和古代生命的证据，还可以告诉这些东西在岩石中的位置。

我们还可以借助火星车开展很多科学研究，这也是新任务引起如此多关注的原因之一。“我们试图在火星表面开展天体生物学研究，这也是火星 2020 任务的真正意义所在，”霍根说道。但对于火星 2020，“我们还将收集样本，并最终在另一项任务中将其带回地球。因此，这将是一项有趣的任务——我们将面临相互竞争的优先事项，这些优先事项促使我们留在几个地方研究岩石，或者四处奔波收集尽可能多的样本。但我对这款火星车的技术印象深刻，我真的认为我们可以同时做到这两点。”