好奇號火星探測器在火星土壤中發現水和毒物 好奇號火星探測器在火星土壤中發現水和毒物

好奇號火星探測器在火星土壤中發現水和毒物

好奇號火星探測器在火星土壤中發現水和毒物

你親眼目睹了它著陸、四處巡視,以及撞擊無辜的岩石。現在,你可以了解更多關於美國太空總署「好奇號」火星車傳回地球的科學數據。今天,來自世界各地的科學家團隊將發表六篇論文,分析「好奇號」科學儀器所收集的首批樣本。

這些研究試圖確定火星對未來人類訪客的友善程度。他們也尋找火星地質歷史的線索。研究發現,火星土壤中含有少量水分,人類或許可以透過加熱提取,但同時也含有少量有毒化學物質,探險者必須對此保持警覺。

這裡我們重點介紹了我們最喜歡的研究成果,並附上了所有論文的鏈接,以防您有任何我們遺漏的興趣點。一路順風,好奇號。

身處險境

「好奇號」火星車登陸這顆紅色星球後做的第一件事,就是從一片名為「岩巢」(Rocknest)的沙塵地裡採集了一些樣本。 (美國太空總署戈達德太空飛行中心副主任勞裡·萊辛在接受《科學》播客採訪時表示,科學家們認為它看起來像一個岩石的小巢穴。)隨後,火星車利用其搭載的化學相機(ChemCam)、化學分析儀(CheMin)和火星樣品分析儀(SAM)對採集到的火星土壤樣本進行了分析。

在一次分析中,「好奇號」火星車將一塊大約半片嬰兒阿斯匹靈大小的土壤樣本加熱到約835攝氏度(約1535華氏度)。在這個溫度下,土壤中的礦物質會分解並釋放出揮發性氣體。一個國際科學家團隊在樣本中發現了水蒸氣、二氧化硫、二氧化碳和氧氣,其含量依序遞減。

美國太空總署

因此,樣本中相當一部分——約佔重量的1.5%到3%——是水。 「對我來說,這很有意思,因為這對未來的人類探險者來說是一個寶貴的資源,」萊辛說。 「2%的含水量意味著,如果你取一平方英尺(或者,抱歉,一立方英尺)的這種土壤,加熱後,就能從中提取出大約兩品脫的水。」地球土壤的含水量大約是火星土壤的10倍。

這次及其他土壤分析都揭示了一個反覆出現的主題:好奇號及其前身,包括探路者號、勇氣號和機遇號,在火星不同地點發現的土壤成分幾乎相同。這顯示火星上到處都有含水土壤。這也可能意味著火星上存在某種過程,使地表土壤均勻混合,或火星地殼的成分在各地都十分相似。

(參見原文)

殺手泥土

加熱分析中產生的其他氣體告訴科學家火星土壤中存在哪些礦物質。對於未來的火星訪客來說,這算是個壞消息。氧氣與氯氣同時釋放,這表明土壤中含有少量高氯酸鹽,而高氯酸鹽如果攝入體內是有毒的。 「現在知道它的存在是件好事,」萊辛說,“這樣我們就可以為人類登陸火星後到處都是塵埃的情況做好準備。我們該如何應對這個問題呢?”

(參見原文)

不含有機物

「好奇號」火星車並沒有發現任何所謂的有機化合物。這個名稱並不一定意味著這些化合物是來自生物體。相反,有機化合物包含一些元素,包括碳,科學家認為這些元素是構成生命的基本組成部分。這類化合物可能對未來的火星探測者至關重要。

萊辛表示,火星表面暴露在強烈的輻射和其他惡劣環境中,因此科學家仍抱持著希望,認為這顆星球的地下深處蘊藏著有機化合物。 「好奇號」火星車配備了鑽頭,旨在探索答案。

一塊不尋常的石頭

NASA/JPL-加州理工學院

在著陸後的第43個火星日(sol),「好奇號」火星車撞上了一塊金字塔形岩石,這塊岩石與人類以往發現的任何火星岩石都截然不同。科學家將這塊岩石命名為傑克·馬蒂耶維奇(Jake Matijevic),以紀念「好奇號」火星車前首席表面操作系統工程師傑克·馬蒂耶維奇,他於2012年去世。

分析發現,Jake_M的礦物比例與其他火星岩石不同。然而,這塊岩石看起來很像地球上的磁砂岩,磁砂岩是一種罕見的岩石類型,常見於海洋島嶼和大陸裂谷(Glamorous)。 Jake_M與地球上的磁性砂岩如此相似,以至於研究團隊在論文中寫道,如果他們在地球上發現Jake_M,他們根本不會知道它來自火星。磁砂岩——包括Jake_M——都是火成岩,這意味著它們是由岩漿形成的。 (其他探測任務在火星上發現了其他火成岩,但沒有發現類似磁砂岩的岩石。)

研究團隊利用傑克·M的化學成分推測了它的形成方式。這需要岩漿中含有大量水,或者壓力很高,或者兩者兼備。這顯示火星地殼下可能存在水。

(參見原文)

火星上的更多污垢

還想了解更多?這裡有一篇論文,介紹了「好奇號」火星車的X射線和雷射儀器在羅克內斯特發現的兩種不同類型的土壤。一種是細粒土壤,其他火星車在其他地點也發現。另一種是粗粒土壤,似乎是羅克內斯特特有的。

本文對羅克內斯特的土壤進行了表徵,研究了具有晶體結構和不具有晶體結構的土壤。非晶體結構的土壤與夏威夷的土壤相似。

本文研究了 Rocknest 附近的一片沙地,該沙地位於火星風的某個障礙物的背風側。

「好奇號」現在在哪裡?

這輛小巧卻動力十足的火星探測車仍在蓋爾隕石坑內,正全速駛向夏普山。夏普山擁有地質層,或許能幫助科學家了解更多關於火星歷史的資訊。這座山也可能含有有機化合物。

沿途計劃設有五個休息站,好奇號火星車將在這些休息站採集樣本並進行更多科學實驗。火星車最近已通過第一個航點。

NASA/JPL-Caltech/MSSS