火星生命证据的寻找:毅力号的复杂任务

作者: 溯鹰

来源: 果壳

发布日期: 2022-10-13 10:00:45

毅力号火星探测器在耶泽罗陨击坑的探测发现,原本预期在湖底沉积岩中寻找火星生命证据,但实际发现岩层为火成岩,由岩浆凝固而成,与水无关。这一发现改变了科学家的研究方向,但仍未放弃对火星生命迹象的探索。

在⼀颗星球漫⻓的演化历程中,⽯头既是产品,也是⻅证⼈。⼤⾃然的岩⽯千千万,不同岩⽯类型对应着截然不同的成因机制,记录着截然不同的演化故事。对于勘探程度极低、获取数据极难的地外天体来说,更为如此。⽕星上的⼀块岩⽯,很⼤程度上能决定你下次抬头看它时,看的究竟是⼀颗⽆趣的⼩亮斑,还是⾜以消弭⼈类孤独的第⼆⽣命摇篮。只不过,这件事⼉,毅⼒号(Perseverance)把它搞复杂了。

毅⼒号被派往⽕星寻找⽣命证据;它着陆在⼀处河流三⻆洲附近,远古可能有⼤湖;众所周知,⽔是⽣命之源,如果⽕星有过⽣命,证据可能在湖底的沉积岩中;结果,毅⼒号发现,湖底岩⽯不是沉积岩,⽽是⽕成岩,由岩浆凝固⽽成;众所周知,⽣命不可能存在于上千摄⽒度的⾼温岩浆⾥;哦豁?事情复杂了……

毅⼒号是美国国家航空航天局(NASA)在2020年发射的⽕星探测器。2021年2⽉,毅⼒号成功着陆于预定的⽬标探测区——⽕星耶泽罗(Jezero)陨击坑。它是⼀辆“⽕星⻋”,配备有⻋轮,可以⾃由地在⽕星表⾯移动。通常来说,斥巨资向地外天体发射⼀颗探测器,肯定是希望它能“搞个⼤新闻”。因此,除了确保着陆成功率这个基本前提外,还需要谨慎评估着陆地区的潜在科学价值。

⼈类探测⽕星,瞄准的最⼤科学命题不外乎两个:太阳系早期演化,以及地外⽣命是否存在。⽕星上的陨击坑密密麻麻,NASA的科学⼈员之所以选择这个叫耶泽罗的陨击坑作为毅⼒号的探测区域,有⼀个重要的原因——它被泛滥过。泛滥这个词,在⽇常语境中被⽤泛滥了,以⾄于很多时候我们会忽视它的原意——⽔的泛延与滥淤。

在耶泽罗陨击坑的边缘,遥感图像上清晰表现出河道和三⻆洲的地貌特征。

三⻆洲是奔腾的河⽔裹挟着泥沙流出河⼝形成的产物,在河⼝处,河⽔散开,携带的泥沙瞬时失去动能,在河⼝形成扇⾯状淤积体,这便是三⻆洲。地球上的河流与三⻆洲 | caltech。在地球上,⻩河、⻓江、尼罗河…… ⼤江⼤河的⼊海⼝或⼊湖⼝都发育有三⻆洲。

今⽇的⽕星虽然早已没有液态⽔,但河⽔携带的砂泥不会凭空蒸发,它们堆砌的三⻆洲,以地质遗迹的⽅式留存下来,清晰表明了⾃由流淌的⽔体在远古时代曾经泛⼊耶泽罗陨击坑,形成⼀个巨⼤的湖泊。

但是,⽔的存在本身,不是⼈们寻求的终极答案。⽔的背后还有⼀个更⼤的意义:它是⽣命之源。如果⽕星早期有⽣命,它们⼤概率应该存在于⽔体中(想想地球吧,地球⽣命可是在诞⽣⼏⼗亿年后才完成登陆壮举的)。哪怕今天的⽕星早已不适宜⽣命维持,但远古⽣命存在的证据,可以通过某种⽅式凝固在时光中,那就是化⽯。

现在,距离毅⼒号落在耶泽罗陨击坑三⻆洲边上,已经过去了快两年,数篇《科学》、《科学进展》论⽂⻅刊,报道了毅⼒号的重⼤发现——它在三⻆洲边缘探测的岩⽯,很可能不是沉积岩层。⽂章给出证据说,毅⼒号着陆区(Seitah地区)的岩⽯很可能是⽕成岩,它们是炽热岩浆凝固的产物,和⽔没有半⽑钱关系。

⾄此,事情已经在尴尬的边缘疯狂试探了,因为⽕成岩和沉积岩可是从“根⼉上”就完全不同的两类岩⽯。在地质学科的发展史中,⼈类甚⾄为这事⼉掀起过⼀场激烈的争吵,最后可能发⽣过拎着锤⼦聚众“友好交流”的野外研讨会。这就是地质学史中著名的“⽔⽕之争”。

总之就是,⼀帮⼈坚持岩⽯都是“⽔成”的,⼀帮⼈则坚持岩⽯都是“⽕成”的,⼤家都想统合“⽔与⽕之歌”,结果搞成了“⽔与⽕之割”。

最终,地质学家发现岩⽯可以形成于两种截然不同的机制下,是两个完全不能统约的真⼦集。⼀类岩⽯延续了“⽕成岩”这个名称,系指由⾼温岩浆直接凝固⽽形成的岩⽯;另⼀类,“⽔成岩”,后续被改称沉积岩,系指由地表松散堆积物(⽐如泥沙等固体碎屑、或着⽔体⾥出溶的化学沉淀物)历经埋藏和压实,最终形成的岩⽯。

⾄此看,在头两年的旅程⾥,毅⼒号并没有发现有关⽕星⽣命的迹象,不过也别失望得太早,后续还有两个好消息。⼀个好消息是,它探测的这⽚⽕成岩区域,处于三⻆洲的边缘⽽⾮内部。第⼆个好消息则是⼀句废话:毅⼒号拥有⻋轮嘛。它还在继续⾏进,朝着三⻆洲的内部进发。

下半场的探索究竟能发现什么新鲜事?我们不妨继续耐⼼等⼀等。毕竟,任何科学发现都是⼤胆摸索、⼩⼼证实的过

程。何况⽕星地平线的彼端⼜是⼈类从未踏⾜过的区域。⾄于⼀切究竟如何,不妨且看下回分解吧。

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