火星2020探测器将前往火星上一个保存化石的完美地点

早在2018年11月，美国航天局就宣布火星2020探测器将在Jezero陨石坑着陆。Jezero陨石坑是一个地质多样的地区，有一个冲积扇沉积的沉积物由一条河流进入。沉积物中可能含有保存下来的古代有机分子，在陨石坑的卫星图像中可以清楚地看到沉积物。但陨石坑里还有一些让科学家们感兴趣的东西，在可见光图像中看不太清楚的东西：一个由碳酸盐组成的“浴缸环”，科学家们认为它可以保存化石。

就我们对火星宜居性的科学研究而言，火星2020探测器正在加大赌注。当勇气号和机遇号前往火星时，他们的任务是寻找过去或现在的水的证据，他们做到了，当MSL前往火星时，它的任务是评估火星的可居住性，无论是古代的还是现代的。现在，火星2020探测器，还没有收到它的实际名称，有着最艰巨的任务：寻找过去微生物生命的迹象，或者简单地说：化石。选择Jezero陨石坑有几个原因。这是一个古老的地区，大约35亿年前的一个湖的遗址，它包含了古老的地貌，包括河流三角洲，它还含有所谓的“浴缸环”的碳酸盐。

杰罗陨石坑的轨道照片，显示了它的化石河流三角洲。学分：NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/BROWN UNIVERSITY

碳酸盐可以形成长寿命的化石结构，在地球上可以持续数十亿年。包括贝壳、珊瑚和叠层石。由于杰零陨石坑是一个水体，科学家认为有必要调查杰零陨石坑边缘的碳酸盐环，看看那里是否有化石。

如果你内心的怀疑论者对此犹豫不决，请记住，选择Jezero陨石坑在火星上寻找化石生命，都是建立在多年严谨的科学基础上的。没人知道我们会在那里找到什么，在火山口富含碳酸盐的边缘。但经验证据表明这是一个值得关注的地方。

Jezero陨石坑位于大规模撞击盆地Isidis盆地（或Isidis Planitia）的边缘。在这张MOLA（火星轨道激光高度计）图像中，紫色是低海拔，红色是高海拔。Image Credit: By NASA / JPL / USGS – [1], Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74634265

MRO的crim仪器及其背景摄像机拍摄的Jezero陨石坑的合成图像。添加了颜色以显示矿物。绿色代表碳酸盐，是地球上保存化石的矿物。红色是橄榄石砂从含碳酸盐的岩石中侵蚀出来。Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL/Purdue/USGS

该报的主要作者、印第安纳州西拉斐特普渡大学的布里奥妮·霍根说：“克里斯姆多年前就在这里发现了碳酸盐，但我们最近才注意到它们在湖岸的集中程度”。“在整个任务期间，我们将在许多地方遇到碳酸盐沉积，但浴缸环将是最令人兴奋的参观地点之一。”在地球上，一些最古老的化石是叠层石，它们可以追溯到35亿年前，叠层石是由蓝藻层形成的层状结构，如果火星在其古老的过去确实维持了生命，那么它可能有自己的叠层石，如果真是这样的话，围绕着杰罗陨石坑的古湖的碳酸盐环是寻找它们的好地方。“在湖泊环境中形成‘边缘碳酸盐’的可能性是最令人兴奋的特征之一，它使我们来到了我们的捷零号着陆点。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的火星2020项目副科学家肯·威利福德说：“古老湖岸的碳酸盐化学是保存古代生命和气候记录的绝佳配方”。喷气推进实验室领导2020年的任务。“我们急切地想找到地表，了解这些碳酸盐是如何形成的。”

如果碳酸盐在湖边形成，那么它们很可能是在火星诺亚纪形成的。诺亚奇人是火星的第一个时代，大约在35亿年前结束。当时，科学家认为火星气候相对湿润，大气中富含二氧化碳。碳酸盐是岩石、水和二氧化碳相互作用形成的。碳酸盐还有更多要告诉我们的。它们包含了火星气候变化的地质记录。由于它们的形成是由于二氧化碳、水和岩石之间的相互作用，它们的形成可以记录火星气候随时间的微妙变化。它们可以帮助我们讲述火星是如何从一个有着厚厚大气层的古老潮湿星球变成今天寒冷干燥的沙漠的。

科学家们还发现了一个富含水合二氧化硅的矿床，位于Jezero古三角洲的边缘。水合二氧化硅也有可能保存化石，就像碳酸盐一样。如果水合二氧化硅矿床位于三角洲底部，那么它也可能是寻找化石，特别是埋藏的微生物化石的绝佳场所。

一篇详述水合二氧化硅矿床的论文最近在AGU上发表。Jezero陨石坑中并非所有的碳酸盐沉积物都是均匀的。它们分布在不同的地区，不同的高度，具有不同的地形特征和光谱特征。也许最重要的区域是所谓的边缘碳酸盐，它们显示出最强烈和最清晰的碳酸盐特征，它们位于火山口的西部内边缘，边缘碳酸盐岩的边缘有时与地形和外观的变化相吻合，科学家们急于弄清这一切意味着什么。

在这幅图中，边缘碳酸盐岩用红色勾勒出来。 Image Credit: NASA/MRO/ Horgan et. al. 2019.

当然，这只能通过火星2020探测器的现场测量来完成，探测器将于2021年2月18日到达杰罗陨石坑。一旦成功了，很多人的努力就会有回报，地球上有一些地方，通常在高山上，岩石中露出的海贝化石，任何过路人都能轻易看到，他们的位置导致早期的思想家，如达芬奇质疑圣经洪水故事，如果火星有化石的话，它不太可能轻易放弃，但是，思考我们自己对化石的认识，以及这些认识是如何随着时间的推移而增长的，会让人怀疑我们在火星上会发现什么，以及这一发现会如何塑造我们对火星的看法。

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