火星水证据——黏土

古老湿润的火星并不总是处于酸浴中。

在新颖的星球系列故事中，有一个不太精致的情节，说的是嬉皮士劫持了一架名为“企业号”的飞机，飞进了一个看似天堂的星球，但后来证明那里非但不是天堂，反倒是被酸性物质浸透的严酷炼狱。在过去两年中，一个相似的故事在火星科学研究中凸现出来。运用类似早期地球环境的特征去分析火星，研究者终于在火星上发现了平缓重叠的海洋痕迹和温和的空气痕迹，特别是硫酸盐的沉积物。要形成这些硫酸盐，古老的海洋必定有足够的酸性物质，这些酸性物质甚至会腐蚀火星表面。

但是另一类矿物质，也就是最近才提出的黏土，使情况完全发生了变化。如果黏土存在，就意味着在硫酸盐时代之前，火星上浸透着水，你甚至可以安全地把手伸进去。探索组的一个成员，南巴黎大学的弗朗索瓦·波雷(Francois Poulet)说道：“黏土意味着大量水的演变。”他还说：“硫酸盐是火星气候的第二阶段。”

19世纪70年代中期，维京使命(VikinS mission)以及后来以地面为基地的望远镜观察中发现了黏土的痕迹，但不太清楚，而且在美国国家航空航天局火星轨道全球探测器和奥德赛火星探测器中的中红外线分光计显示为空白。欧洲航天局“火星特快”探测器上的OMEGA光谱仪(即可见光与红外矿物测绘光谱仪)已经深入到了分光计以前不曾进入的领域，它覆盖了近红外线的全部波长，提供了比以前的仪器高10倍的分辨率。它在去年首先探测到了黏土(学术上称之为页硅酸盐)，但数据还不太完整，一些科学家怀疑这些黏土也许仅仅只是表面层，是逐渐被风化而不是经过浸透形成的。

在美国天文学会2005年9月份的会议上，波雷描述了黏土是如何分布在不计其数的细小而分散的地表岩石上，他也描述了黏土在火山口岩屑及岩石地层上的分布，这些都证明了的确有黏土的沉积层。这种地形似乎是星球上最古老的地形，而不是一个逐渐形成的过程。圣路易斯华盛顿大学的地质学家雷伊·阿维森(Ray Arvidson)说：“黏土分布在更古老、更破碎的岩石表面。”这些区域缺乏硫酸盐。几乎所有黏土的化学种类，特别是蒙脱石类，都呈现出来了。在地球上，它们是在从中性到碱性的水中形成的。除远古的沉积层外，OMEGA还观测到了未知的黑色黏土层。

确切地说，从运行轨道中测量出来的光谱，其结果可能有迷惑性，黏土的存在还有待登陆的探测车确认。NASA约翰逊航天中心的理查德·莫里斯(Richard Morris)说道：“对页硅酸盐这么重要的东西来说，我希望看到两个关于它的事情的结果。”那就是作为证据的两条独立的线索。喷气推进实验室的黛安娜·布拉尼(Diana Blaney)，她同时也是火星探测车小组的成员之一，在2005年9月的会议上宣布，被“精神号”探测车发现的岩石，即被命名为“独立”的岩石就是黏土状的。2006年3月，NASA的火星勘察人造卫星预计将到达火星，其携带的分光计波长覆盖了OMEGA的波长范围，但分辨率却是它的10倍。最重要的是，它是从不同的角度进行观察的。结合这两台仪器的数据，会帮助我们免受易产生混淆的大气尘埃的影响。

另一个问题，则是新型的化学组成是否会蒙蔽地质学者。这种化学组成虽然在地球上不为人知，但在火星上很普遍。NASA计划2007年发射登陆车上火星，做一些关于火星土壤的试验。登录车起名为“凤凰”，这个名字基本上是1999年失败的“火星极地登陆者号”探测器的翻版。它将携带4小瓶水到火星上，湿润土壤，然后测量其PH值和构成成分。

如果研究者确证黏土存在，那么火星科学最大的秘密之一将被深化，特别是缺乏碳酸盐的问题。“如果有碱性的溶液，那就应该有碳酸盐，但是碳酸盐在哪里呢?”波雷说，“这的确是个问题。”也许需要使用更精密的仪器去寻找它们，因为一些不为人知的原因，也许早期的火星并非是科学家所设想的伊甸园。

(译／周俊)

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