美國宇航局的毅力號火星車在耶澤羅隕石坑邊緣發現了豐富多樣的古代巖石寶庫，其中一些可能經過水的改變，可以追溯到數十億年前。在克服了棘手的采樣挑戰之后，科學家們對這些獨特的火星標本可能揭示的信息感到興奮。

密封“綠色花園”樣本是一項工程挑戰。該樣本由美國宇航局的“毅力號”火星探測器于2025年2月16日從杰澤羅隕石坑邊緣一塊名為“高原”的巖石上采集。最終，該樣本于3月2日被密封。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

美國宇航局的“毅力號”火星車正在探索耶澤羅隕石坑邊緣被科學家們稱為寶庫的迷人巖層。這些巖石露頭、巨石和層狀表面為了解火星的古代歷史、火星如何隨時間演變以及它是否曾支持微生物生命提供了寶貴的線索。

自今年1月以來，“毅力號”已從五種不同的巖石中采集了巖心樣本，并成功將其中三份密封在試管中，以便可能返回地球。該火星車還對七塊巖石進行了近距離研究，并使用激光對另外83塊巖石進行了遠距離分析。這是自四年多前“毅力號”登陸火星以來，科學工作進展最快的一次。

毅力號用了三個多月的時間攀登耶澤羅隕石坑西壁，于2024年12月12日到達邊緣。目前，它正在探索一處445英尺高的斜坡，科學團隊稱之為金縷梅山，那里巖石類型的多樣性遠遠超出了預期。

這幅馬賽克拼貼畫展現了杰澤羅隕石坑外的火星表面，由美國宇航局的“毅力號”探測器于2024年12月25日拍攝。當時，這輛火星車從一塊可能形成于火星早期地質時期的巖石中采集了被稱為“銀山”的樣本。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

“在之前杰澤羅隕石坑的科學活動中，可能需要幾個月的時間才能找到一塊與我們上次采樣的巖石有顯著不同，且在科學上足夠獨特以進行采樣的巖石，”毅力號項目科學家、美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的凱蒂·斯塔克·摩根說道?！暗陔E石坑邊緣，火星車所到之處都能發現新的、引人入勝的巖石。這完全符合我們的期望，甚至超出了我們的預期?！?/p>

這片區域之所以如此特別，是因為它曾經經歷過劇烈的爆炸。耶澤羅隕石坑的西緣混合著破碎的、曾經熔化的巖石，這些巖石是由古老的隕石撞擊從地下深處噴涌而出的——很可能正是隕石坑本身的形成。這些古老的碎片如今與數十億年前在地表形成的層狀巖石相鄰。在某些地方，“毅力號”甚至發現，由水塑造的巖石與在其存在的大部分時間里都保持干燥的巖石緊挨著。

毅力號火星探測車的一臺危險攝像機捕捉到了它于2025年3月10日（即任務的第1441個火星日）在“金縷梅山”采集“主河”巖石樣本的場景。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

迄今為止最古老的火星樣本？

毅力號于 1 月 28 日收集了第一塊隕石坑邊緣巖石樣本，并將其命名為“銀山”。（美國宇航局的科學家將火星特征非正式地稱為“火星特征”，包括巖石和巖石樣本，以便追蹤它們。）這塊巖石來自名為“淺灣”的地區，很可能形成于至少 39 億年前火星最早的地質時期——諾亞紀，它可能在一次古老的流星撞擊中破碎并重新結晶。

距離采樣點約110米處，有一處露頭引起了科學團隊的注意，因為它含有火星地殼深處巖漿結晶的火成巖礦物。（火成巖可以由地底深處的巖漿或地表火山活動形成，它們是極佳的記錄保存者——尤其是因為其中的礦物晶體保存了它們形成時刻的精確細節。）但由于巖石過于易碎，火星車兩次（2月4日和2月8日）的取芯嘗試均告失敗。之后，火星車向西北方向行駛了約160米，來到了另一塊科學上引人入勝的巖石，被稱為“高原”。

來自火星探測車儀器的數據表明，高原幾乎完全由蛇紋石礦物構成，這種礦物是由大量水與火成巖中含鐵和鎂的礦物發生反應而形成的。在這個被稱為蛇紋石化的過程中，巖石的原始結構和礦物成分會發生變化，通常會導致其膨脹和斷裂。這一過程的副產品有時包括氫氣，在二氧化碳存在的情況下，氫氣會生成甲烷。在地球上，這類巖石可以支持微生物群落。

高原取芯工作進展順利。但密封卻成了一項工程挑戰。

毅力號火星探測器在“三岔路口”樣本庫的自拍：NASA 的“毅力號”火星探測器與它在杰澤羅隕石坑（綽號“三岔路口”）內搭建的樣本庫中的幾個樣本管合影。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

“這種情況以前發生過一次，當時管道頂部堆積了大量巖石粉末，導致無法完美密封，”噴氣推進實驗室的機器人工程師凱爾·卡普蘭說道。“為了‘高原’號的探測，我們使出了渾身解數。在13個火星日（火星日）的時間里，我們用工具刷了管道頂部33次，并進行了8次密封嘗試。我們甚至還彈了第二次。”

在輕彈操作過程中，樣品處理臂（火星車腹部的一個小型機械臂）會將試管壓在火星車內部的壁上，然后將其拉開，使其振動。3月2日，輕彈和刷洗相結合的操作清潔了試管頂部的開口，使“毅力號”能夠密封并儲存含有蛇紋石的巖石樣本。

八天后，火星車順利密封了第三個邊緣樣本，樣本取自一塊名為“主河”的巖石。巖石上交替出現的明暗條紋是科學團隊從未見過的。

巖石中還有更多秘密

在采集了主河樣本后，火星探測車繼續探索金縷梅山，分析了另外三處巖石露頭（“莎莉灣”、“丹尼斯池塘”和“珍珠山”）。而團隊的工作遠不止于此。

“過去四個月對科學團隊來說就像旋風一樣，我們仍然覺得金縷梅山隕石坑還有更多值得我們探索的地方，”斯塔克說?！拔覀儗⒗米罱占乃刑綔y車數據來決定是否以及在何處從隕石坑邊緣采集下一個樣本。隕石坑邊緣——你一定會愛上它們?！?/p>

美國宇航局的“毅力號”火星車是“火星2020”任務的關鍵組成部分，旨在探索這顆紅色星球，這也是美國宇航局更廣泛的“月球到火星”探索戰略的一部分。該火星車由位于加利福尼亞州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室 (JPL) 建造和運營，于2021年降落在耶澤羅隕石坑，以尋找古代微生物生命的跡象——這是其天體生物學任務的核心目標。

“毅力號”正在研究火星的地質和過去的氣候，以幫助科學家更好地了解這顆行星的歷史及其孕育生命的可能性。它還通過測試新技術和繪制火星表面的詳細環境圖，為未來的人類探索鋪平道路。

值得注意的是，“毅力號”是首個收集并儲存火星巖石和土壤（風化層）樣本的任務。這些密封的樣本將由未來的火星樣本返回計劃回收。該計劃是由美國宇航局（NASA）和歐洲航天局（ESA）共同發起的，旨在將這些樣本帶回地球進行詳細分析。

編譯自/ScitechDaily