［科技風(fēng)尚］ 濕潤(rùn)的早期火星

《科學(xué)》 2004年3月5日

“機(jī)遇”號(hào)火星車的使命本是要尋找火星上水流的痕跡，相比之下，在一片黑色火星巖上發(fā)現(xiàn)了低矮、淺色的巖層本來(lái)只是附加成果，但是這個(gè)禮拜，巖層帶來(lái)巨大的回報(bào)：強(qiáng)有力的證據(jù)顯示，很久很久以前，曾有水流過(guò)火星，在表面匯聚成河之后，回到大氣，留下300米之厚的礦物層。“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了火星遠(yuǎn)古的水。”火星車專家組成員、田納西州大學(xué)的Harry McSween說(shuō)。

這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)并不能證明火星上的水曾經(jīng)孕育過(guò)生命，甚至不能說(shuō)明火星是否曾像地球一樣濕潤(rùn)溫暖。但它意味著，至少在面積與俄克拉何馬州相當(dāng)?shù)牡胤剑?jīng)浸泡過(guò)巖石很久——在海底或者地下巖層，這是生命所必需的。

太空船獲得的光譜顯示，火星巖富含赤鐵礦，價(jià)值4.1億美元的“機(jī)遇”號(hào)前去檢測(cè)這種礦物質(zhì)和其他礦物質(zhì)，能否形成一個(gè)溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境——比如湖底或者地下水層——適宜于人類生存。自1月25日在火星“梅里迪亞尼平面”著陸一個(gè)多月來(lái)，“機(jī)遇”號(hào)一直在一個(gè)小隕石坑里鉆來(lái)鉆去，重點(diǎn)對(duì)裸露的火星巖床及其上面的巖石進(jìn)行探測(cè)。

3月2日，在美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局指揮部的新聞發(fā)布會(huì)上，火星車的首席科學(xué)家、康奈爾大學(xué)的斯奎爾斯說(shuō)，從“機(jī)遇”號(hào)幾個(gè)星期觀測(cè)的結(jié)果來(lái)看，已經(jīng)有四項(xiàng)證據(jù)可以表明，它著陸的表面曾被液態(tài)水浸泡過(guò)。

前兩個(gè)涉及外表巖層的結(jié)構(gòu)。火星車拍到的照片發(fā)現(xiàn)巖石上嵌有小球，小球并非集中在巖石特定巖層中。這顯示它們有可能是被水浸泡過(guò)的多孔巖石中所溶解礦物的凝結(jié)產(chǎn)物。第二個(gè)證據(jù)是巖石或巖脈中的小空腔，“樣子非常奇怪的小洞”，用斯奎爾斯的話來(lái)說(shuō)。那可能是礦物鹽晶體在位于咸水中的巖石內(nèi)部成長(zhǎng)，然后由于腐蝕或溶解而消失，形成類似特征。

第三個(gè)證據(jù)是礦物學(xué)的。火星車的穆斯鮑爾分光計(jì)發(fā)現(xiàn)了大量名為黃鉀鐵礬的水合硫酸鐵礦物質(zhì)，這是一種含鐵很多的“周圍必須有水才能形成的”礦物質(zhì)。

第四個(gè)證據(jù)是化學(xué)的。火星車的阿爾法粒子X(jué)射線分光計(jì)在巖床中發(fā)現(xiàn)了大量的硫。其他儀器的觀測(cè)顯示，這些硫以硫酸鹽形式存在。這進(jìn)一步證明巖石曾經(jīng)浸泡在水中。火星車的迷你熱輻射分光儀也在巖石中發(fā)現(xiàn)了硫酸鹽的痕跡。看起來(lái)，在外層巖石中至多有40％的鹽，其中很多可能是硫酸鎂，熟悉的瀉鹽。

“那里有數(shù)量驚人的鹽。”小組中的另一位科學(xué)家說(shuō)。在地球上，這樣大量的鹽通常會(huì)使巖石形成蒸發(fā)鹽。它們經(jīng)水溶解，水份蒸發(fā)之后，鹽分濃縮，形成蒸發(fā)鹽，直到沉淀、落入底部。事實(shí)上，火星車在巖石的底部和頂層發(fā)現(xiàn)了不同的鹽合成物，當(dāng)水中的鹽越來(lái)越多，蒸發(fā)鹽形成的方式也會(huì)不同。

官方公布，早期火星（大約是數(shù)十億年前）上鹽水的線索有兩種推論。或者在多孔滲水的巖石蓄水層，或者是在湖泊、海洋底。任何一種都適合生命存活。在第一種情景下，水通過(guò)火山灰形成的地床，改變巖石和沉積鹽。在第二種情形，即海洋和湖泊底，水通過(guò)表面流出來(lái)，從巖石中帶出鹽，然后在低氣壓中匯聚，并蒸發(fā)，留下鹽。如果足夠寒冷，冰也會(huì)升華，留下鹽。

斯奎爾斯還不傾向于任何一種可能，但是另一位小組成員承認(rèn)“很難避免”海洋、湖泊底成為主流的假設(shè)。地底蓄水層繼續(xù)需要一個(gè)熱量來(lái)源，比如火山運(yùn)動(dòng)，還需要硫磺來(lái)源，他提示說(shuō)，這兩種都還沒(méi)有找到。“機(jī)遇”號(hào)現(xiàn)在又到了巖石表面，這一次把它的所有分析能力都放在選定的地點(diǎn)，是為了找出到底是地面靜止水還是地下水。“我們可能永遠(yuǎn)都無(wú)法知曉，但是我們會(huì)盡最大努力嘗試。”