火星上有水存在特徵的年代比以前認知的還要早

兩日後，香港時間2021年2月19日（星期五）4時55分，美國太空總署的毅力號（Perseverance）火星車將登陸火星。作為火星探索計劃中最新的機械人任務，毅力號將緊隨其姊妹任務好奇號（Curiosity）的腳步前來探訪火星。

火星如何從數十億年前的一個溫暖、濕潤的星球發展到現在，成為極度寒冷和乾旱的星球，是毅力號火星車漫的科學目標之一（正在尋找過去或現在生物的證據）。當它到達耶澤羅隕石坑（Jezero Crater）時，火星車將會從火星古代河流三角洲遺存的沉積物中抽取樣本。

一項由美國西南研究所首席科學家西蒙·馬爾基（Simone Marchi）博士進行的研究顯示，火星的表面地貌是由比以前想像更早幾百萬年的流水形成。他使用動力學模型來形成和演化太陽系，為火星建立了新的年代學。

科學家通常依靠測量岩石的自然放射性來確定地球上不同地形的年齡。然而，在火星上，科學家大多堅持計算隕石坑來確定地貌的年代。原因與太陽神登陸月球太空人帶回的月球樣本有關。

數十年來，科學家一直使用這些岩石的輻射年齡來建立和校準月球隕石坑的年代學，然後用於推斷火星隕石坑的年齡。但是，這種方法在太陽系最早的演化時期就遇到了問題。近年來，科學家對月球和火星撞擊率的時間有了更深入的了解。

預期毅力號的到來，馬爾基博士將他的分析重點放在耶澤羅隕石坑。這個隕石坑直徑約48公里，位於伊希地平原（Isidis Planitia）內，直徑為1200公里，是由更早，更大規模的撞擊形成的。伊希地平原可能是火星上最大和最古老的平原，在北極盆地（Borealis Basin）和大瑟提斯高原（Syrtis Major Planum）之間切開很大的一部分。

科學家特別感興趣的是，較小的隕石坑位於較大（較舊）的隕石坑中，因為從這些地形獲得的樣本可以提供有關這些連續撞擊時間的數據。使這些發現變得更加重要，因為毅力號的主要科學目標之一是研究火星上可能仍可以居住的環境，這些環境仍然可以保留生命的跡象。因此，毅力號的任務是從耶澤羅隕石坑粘土豐富的地區和河流三角洲獲取樣本，這個地方曾經是有湖泊存在的證據。

一旦毅力號採集樣本，將它們貯存起來，會通過歐洲太空總署提供的樣本返回任務送返地球。該任務將包含四個元素：將在耶澤羅隕石坑得到的樣本返回器，其送入火星上升器，然後將它們發射到火星軌道上，會合環繞火星飛行的樣本返回軌道器，再帶返地球。

因此，對科學家而言，擁有準確的歷史時間表（地貌如何以及何時形成和演化）尤為重要。根據馬爾基博士的新模型，伊希地平原現在估計具有四十至四十二億年的歷史，因此為耶澤羅隕石坑的形成和該地區流水提供了上限。

一旦毅力號火星車登陸後，開始科學操作，攜帶的一批先進儀器來檢查火星周圍的地貌。除了樣本貯存裝置，光譜儀和採樣鑽探機外，它還將部署小型無人駕駛火星直升機，以展示航空技術及在火星上同樣有效的操作性。

【圖、文：節譯自今日宇宙及美國西南研究所2021年2月10日新聞公佈】研究全文刊登在2021年2月10日出版的 arXiv 論文預印本網站