火星上各类奇特岩石的现身,表明火星的

2024/1/22 来源:不详

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任务控制中心的节奏先是被慢慢地拖离地球,然后又被慢慢地拖回来,这是一种持续不断的时差反应。我想,这是多么奇怪啊——几十年来这种时差反应在火星研究领域中甚至都算不上什么特殊的现象。

现在我们不仅需要适应我们所处星球的自转,还要去适应另外一个星球的自转。格勒青格告诉我,附近的蒙特罗斯镇的一个钟表匠设计了一种每三十六秒钟慢一秒的机械表,这种表有助于团队中的一些成员保持工作节奏。勇气号和机遇号降落在火星上恰好相对的位置。

当二百四十六号楼五层的工作人员开始进行机遇号的相关工作时,四层勇气号的相关工作刚好结束,所以当一个楼层的科学家拖着疲惫的身躯进入电梯离开时,另一个楼层则迎来了另一拨人。格勒青格说,最糟糕的是科学研究团队的一些成员需要定期在两个火星漫游车的工作之间切换,这就好像是在中国醒来。

当我们穿过喷气推进实验室的园区时,他给我介绍了任务的最新情况。这个任务被设计用来了解火星上的水文历史,探查火星上的岩石和土壤,以寻找能够证明火星过去可能温暖湿润的线索,并循着水的踪迹探寻生命。火星漫游车的大小和高尔夫球车差不多,两台火星漫游车完全相同,并且功能都比之前体积更小些的索杰纳号要强大得多。

在充气气囊的包裹下,两台火星漫游车在多次弹跳后停在了火星相对的两侧。勇气号先行着陆,机遇号则在三个星期之后着陆。勇气号着陆在古瑟夫撞击坑——这个撞击坑位于火星北部低地的边缘,面积与康涅狄格州差不多,火星上最大的渠道系统之一马丁谷从南部高地上蜿蜒着进入古瑟夫撞击坑。

所有人都希望着陆点会是一个古老的陨石撞击湖遗址,从而能够证明火星表面曾存在巨大的开放水域,然而勇气号着陆的地方纯粹只是一片熔岩平原。这里是一片“玄武岩牢狱”,被尘土和连续不断的横风拍打着。在地平线处,一些看起来可能有探寻价值的山丘矗立着,但是勇气号要花费几个月的时间才能移动到那里。

机遇号的情况则要好得多。它被送到了子午线高原上,那里是火星上最安全的着陆点之一。它的表面十分平整,以至于很多科学家担心那里没有什么值得探索的有趣的东西。尽管不如古瑟夫撞击坑那么有希望,但是那里看起来也有探寻到水的可能。

火星全球探勘者号从其运行轨道上已经发现了像信标灯一样闪闪发亮的名为“灰色赤铁矿”的氧化铁矿物。这是铁锈的晶体形态,表明火星表面可能曾经与水有过相互作用。不过,火山熔岩中的磁铁矿在没有水存在的条件下也能转变为赤铁矿,所以这并不是一个有着十足把握的赌局,但事实证明,它太诱人了,让人无法抗拒。

滚动着掠过火星表面并最终停下来之后,机遇号开始像一片折纸一样展开。太阳能电池板翻开,高增益天线的桨叶向天空倾斜。在车轮咔嗒一声固定到位之前,导航摄像头已经开始拍摄黑白照片。当第一张照片出现在喷气推进实验室的屏幕上时,团队爆发出了一阵喝彩声。但是玛丽亚的朋友,负责两台火星漫游车的康奈尔大学地质学家史蒂夫·斯奎雷斯却没有办法搞清楚火星车当时的方位。

当他看着那张照片时,他感觉完全迷失了方向。岩石在哪里?从克里斯平原和乌托邦平原,到阿瑞斯谷和古瑟夫撞击坑,之前拍摄的所有照片都显示火星表面布满了可供火星漫游车研究的岩石。火星漫游车传回地球的第一张照片是面向后方拍摄的,照片画质上呈现出一些颗粒感,但清晰度足以让人在均匀的深色土壤上分辨出气囊弹跳所留下的凹痕。

这些凹痕是照片上唯一可辨认出的特征,或许那些对着陆点选择抱有怀疑态度的人对子午线高原的担心是正确的。当由导航摄像头面向前方拍摄的第二张照片出现在屏幕上时,史蒂夫迫不及待地盯着它。由于曝光不足,这张照片太暗了以至于无法辨认。当一位工程师调整照片的对比度使它能够看得更清晰时,房间变得异常安静。

突然间,突出于地表的火星基岩露头不知道从哪里冒了出来,眼前是一面令人瞠目结舌的美丽的基岩壁。团队欢声雷动——笑声、欢呼声、哭声交织在一起,还有人兴奋得跳了起来。史蒂夫激动地宣布:“欢迎来到子午线高原,希望你能享受在这里的时光。”这是人们第一次看到火星基岩。

当然,在火星上的其他着陆点也有岩石存在,但那些岩石可能来自任何地方。而这里的岩石就是在子午线高原上形成的,并且还是在水的作用下形成的。它们看起来就像是水底的沉积岩——换句话说,就是那种能够清楚地讲述地质历史的岩石。对于史蒂夫来讲,这简直是好到让他感觉有些不大真实。史蒂夫主张将子午线高原而不是其他一百多个候选地点选为着陆点,是因为他希望能够找到水存在的证据。

但在心里,他也从未敢于对真正能够发现自己想要寻找的东西抱什么希望。他几乎不敢相信自己所看到的这些。他跌跌撞撞地走到房间前面,说道:“我不会去尝试做任何科学分析……我的天呐……不好意思,我只是,我觉得这太震撼了。”有人喊道:“我们是成功了吗?”史蒂夫结结巴巴地回答道:“这是我见过的最伟大的成功。”

在那之前,人们认为火星上可能没有水底沉积岩,也没有地层学的用武之地。没有地层,没有地层间的相互关系,因而也无法将地质、气候和火星作为一个整体去研究其随时间演化的过程。这次任务中发现的沉积岩如同一座圣杯。终于,我们可以去回溯火星的演化史了。

然而,当其他导航摄像头拍摄的照片发送回来时,地平线看起来离得异常的近,这导致无法感知空间尺寸。团队尝试从不同的角度去观察图像,努力想办法弄清楚他们看到的东西是什么。慢慢地,他们意识到安全气囊肯定是滚进了一个小型陨石撞击坑的洼地中并停在了那里。

人们开玩笑说这是一次行星间的“一杆进洞”,由此这个撞击坑被命名为“鹰撞击坑”——在高尔夫球中老鹰球是指低于标准杆两杆。之后,当机遇号终于启动并靠近这块基岩时,团队的视野又发生了变化:他们曾称之为“长城”的地形变成了“机遇号岩架”。事实上,它只有脚踝那么高。正如火星全球探勘者号所预测的那样,子午线高原上到处都是赤铁矿,这是火星上存在水的又一证据。

不过,火星上赤铁矿的存在形式并非人们所预期的那样。这些赤铁矿的样子如同散落在地表上的滚珠轴承。照片上的地表看起来就像是那种卡通人物弗莱德摩登原始人踩在上面会滑倒的动画片里的地面一样。在色阶拉伸后的照片里,那些赤铁矿小球呈现为蓝灰色,所以它们被称为“蓝莓石”。

这是一个非常形象的名字,因为它们遍布在岩石中,看起来就像是蓝莓在蓝莓松饼中的样子。起初,研究小组怀疑这些“怪异的赤铁矿小球”是火山喷发出的金属液滴在被抛入寒冷的空气中后,于飞行过程中凝固并落回到地面上所形成的。

但是它们并非都分布于同一地层,比如火山灰层之中,其中的许多被埋在地层浅表的沉积物中,从而导致它们在不同的地层间分散开来。如果它们是由火山产生的,那么火山又去哪了呢?

新墨西哥州白沙国家公园也有金属小球散落在光彩夺目的地质景观中,曾经在那工作过的地质学家又提出了另一种解释:或许它们是由地层浅表中细小的赤铁矿膨胀团聚所形成的,越来越多的赤铁矿慢慢地团聚在上面,形成了一层又一层,就如同牡蛎中珍珠的形成过程一样。

红外光谱的特征图谱也不支持这些小球起源于火山的假说,相反,它表明这些赤铁矿是在有低温渗透地下水存在的条件下形成的。散布在着陆点附近的蓝莓石个头很小,仅有胡椒粒那么大,并且它们的尺寸也较为均一,这表明在整个区域曾经有等量的地下水,并且整个区域内地下水存在的时间也一致。

在地下水位下降之后,风继续吹打地表并风化了周围质地较软的岩体。慢慢地,周围岩体包裹的蓝莓石从中掉出并滚落到地面上。基岩和蓝莓石并非机遇号运行早期仅有的发现。那里到处都是硫酸镁——也就是泡澡时用的爱普生盐,它们向四面八方延展,有可能是在湖泊或者浅海中沉降形成的,那里还有一种令人更为惊讶的硫酸盐。

在着陆后不久,机遇号就行驶到了一块名为“酋长岩”的岩石处,并使用它的小砂轮钻探进岩石的内部。通过查看数据,研究小组观测到了一种硫酸盐矿物,他们认为是黄钾铁矾。

黄钾铁矾的存在表明当地具有高酸性条件,不过研究团队的成员很快就指出,这并没有排除生命存在的可能性,毕竟微生物是可以在诸如阿尔玛格拉山脉的矿井以及有“火之河”之称的西班牙力拓河等酸性水域中存活的。此外,黄钾铁矾是一种水合矿物,这意味着在没有水存在的条件下黄钾铁矾是无法形成的。

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