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好奇号在火星挖出的土,为什么让科学家反复加热?

2012年8月,一台汽车大小的机器以约2万公里时速冲进火星大气,7分钟后被空中吊车放到盖尔撞击坑。它没去找小绿人,而是先问:这里的石头,曾经泡在水里吗?

它更像移动化验室

好奇号(Curiosity)是NASA火星科学实验室任务的核动力火星车,核心任务是判断火星盖尔撞击坑曾经是否宜居(适合生命存活)。你可以把它想成一辆把厨房、化验室和相机背包塞进后备箱的露营车:挖一勺土,送进“烤箱”加热,再闻气体、照X射线,读出岩石的“配方”。

一勺土,先烤再照

它的机械臂把钻头伸进岩石,取出一小撮粉末,交给SAM样品分析仪。SAM的“烤箱”可把样本加热到约1000°C,约为家用烤箱常用上限250°C的4倍。不同矿物在不同温度释放不同气体,像你烤蛋糕时看它何时膨胀、何时变香。另一台CheMin用X射线衍射(用X射线照晶体,读取物质内部排列的“指纹”)判断矿物种类。观测证实,盖尔撞击坑底部有古老湖泊和河流留下的沉积岩,一层层像千层饼。

古湖泊的账本

黏土矿物通常需要长期与水接触才能形成。它在沉积岩里读到黏土、硫酸盐等线索,说明这里曾有水,而且水的化学条件并不极端。钻探还发现碳、氢、氧、氮、硫等生命所需元素。需要说清楚:这证明的是“环境可能宜居”,不是“这里有过生命”。目前没有确证火星生命存在的观测结果。

有机分子不等于生命

2018年前后,这台火星车在约30亿年前的泥岩样本中检测到含硫有机分子。有机分子是含碳化合物,糖、醋、塑料袋在化学意义上都算“有机”,它们可以由非生命过程产生。所以这条发现很重要,但它更像在厨房里闻到一股香味:你知道有化学反应发生过,却还不能断定是谁做的菜。

甲烷:目前尚无定论

好奇号还测到火星大气中的甲烷有起伏:背景约十亿分之零点四(ppb,十亿分之一),偶尔出现更高峰值。甲烷可以由地质过程、水岩反应或生物过程产生。甲烷从哪里来、为什么季节变化,目前尚无定论。把它直接说成“火星生命信号”,是把假说推测写成了结论。

30公里与一张未答完的卷

到2024年,好奇号累计行驶超过30公里,约等于绕400米跑道75圈。它把第一个问题答成了“曾经有水,也曾宜居”;第二个问题仍空着:火星到底有没有过生命?开篇那台撞进火星大气的机器,如今还在慢慢爬坡、钻岩、烤土。如果某天我们在岩芯里读到只有生命才能留下的化学指纹,你确定人类准备好了吗?

延伸阅读

  • Rob Manning & William L. Simon,《The Mars Rover Curiosity: An Inside Account from Curiosity’s Chief Engineer》
  • NASA JPL 短片《Curiosity’s Seven Minutes of Terror》
  • NASA Mars Exploration Program:Curiosity Rover 页面
文章标题:好奇号在火星挖出的土,为什么让科学家反复加热?
文章链接:https://m.nasaeye.com/science/3795.html

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