迄今为止,我们对火星的了解有多少?( 四 )


迄今为止,我们对火星的了解有多少?



凤凰号着陆器有一个高温炉和质谱仪的结合体——热量和挥发气体分析仪 , 用来分析火星土壤样品 。 机械臂于2008年5月31日首次接触火星土壤 , 挖掘的土壤样品被送到该仪器的高温炉中密封并加热 。 当温度加热到0摄氏度时 , 质谱仪检测到了水蒸汽 , 证实火星土壤中含有水冰 。
当高温炉持续加热到1000摄氏度时 , 土壤中的其他挥发性物质会蒸发成气体 , 通过惰性载体送到质谱仪 , 即可检测到土壤中存在的微量有机分子 。
2011年 好奇号:黄刀湾淡水湖
2011年11月26日 , 美国发射了好奇号火星车 , 于2012年8月6日登陆火星 。 好奇号耗资26亿美元 , 重899公斤 , 外壳宽4.5米 。 重量是机遇号和勇气号的3倍 , 体积是他们的2倍 , 大致相当于一辆SUV汽车 。
迄今为止,我们对火星的了解有多少?



迄今为止,我们对火星的了解有多少?



好奇号搭载了11种不同的科学仪器 , 是人类有史以来制造的体积最大、性能最高 , 也是最昂贵的火星车 。 好奇号着陆在火星盖尔坑内中心山脉的山脚下 , 科学使命是探索火星在历史上或如今的环境下是否适宜生命生存 , 为最终发现火星生命做准备 。
2012年9月 , 好奇号发回了距离着陆点400米的“格莱内尔格”区域中古老河床砾岩层的图像 。 这些图像展示了砾岩中的石子大小和形状 。 石子大小介于沙粒到乒乓球之间 , 其中不少是圆形的 , 很像是地球上河床底部的鹅卵石 。 石子的形状和大小组合透露出它们是被水流长期冲刷、磨蚀而成的 。 若要冲刷形成这种尺寸的光滑鹅卵石 , 河流的水速应该为每秒0.2米至0.75米之间 , 水深在0.03米至0.9米之间 。
2012年在盖尔坑着陆后 , 好奇号发现着陆点附近有一个深达5米的沟槽 , 其中存在热异常现象 。 好奇号对沟底的沉积岩进行了钻探分析 , 结果证实36亿年前那里曾经是一个至少存在了数万年的湖泊 , 湖泊长约50千米 , 宽约5千米 。 湖泊遗迹所在区域被命名为“黄刀湾” 。
科学家分析了从黄刀湾两块岩石样本中提取的粘土 , 发现湖底区域的pH值呈中性 , 盐度很低 , 说明黄刀湾曾经是一个淡水湖 。 而当时火星上的其它地区要么已经干涸 , 要么分布着含盐量高、不适合生命存活的酸性湖泊 。
好奇号在湖底沉积物中还发现了碳、氢、氧、硫、氮和磷等关键生命元素 , 表明黄刀湾理论上可以支持一些简单微生物的生存 , 这些自养型的原核微生物能通过分解岩石和矿物获取能量 。 在地球上某些洞穴和热泉喷口 , 也经常可以见到这类微生物 。
迄今为止,我们对火星的了解有多少?



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黄刀湾的水体平静 , 水质中性 , 拥有丰富的、生命所需的化学成分等 , 这些都是生命存活的重要条件 , 说明黄刀湾曾经是一个非常适合火星生命存活的湖泊(见2013年12月9日Science杂志) 。 虽然科学家还没有掌握火星存在远古生命的直接证据 , 但这无疑是火星生命搜寻过程中非常积极的突破性进展 。
好奇号的主要任务是寻找火星上可能适宜生命生存的地质环境 , 火星车上并没有配备可以直接探测生命迹象的工具 , 所以寻找有机碳就成为搜寻火星生命的重要途径 。 在火星上高强度的宇宙射线照射下 , 有机碳在火星表面的保存时间有限 。 好奇号的钻探设备可以钻至5厘米深处的岩石样本 , 有机碳在这一深度的岩石中可以保存7000万年左右 。 下一步 , 好奇号将寻找化学条件更利于保存有机物、有机物含量较高、辐射暴露时间较短的岩石样本 。 一旦好奇号检测到有机碳 , 那将是火星曾经有过生命的直接证据 。

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