一张新的火星地图正在改变人们对这颗星球上有水的过去的看法，并指出未来任务的潜在登陆点。该地图显示了整个红色星球的矿藏。它是在过去十年中利用欧空局的“火星快车”探测器上的红外矿物学探测光谱仪(OMEGA)和美国宇航局的火星勘测轨道飞行器的紧凑型火星侦察成像光谱仪（CRISM）的数据精心绘制的。

具体而言，该地图显示了含水矿物的位置和丰度。这些矿物来自过去被水作用而发生化学变化的岩石，通常被转化为粘土和盐类。

在地球上，粘土是在水与岩石相互作用时产生的，不同的条件会产生不同类型的粘土。例如，当相对少量的水与岩石相互作用时，粘土矿物，如蒙脱石和蛭石形成。因此，它们保留了大部分与原始火山岩相同的化学元素。在蒙脱石和蛭石的情况下，这些元素是铁和镁。当水的数量相对较多时，岩石可以被改变得更多。可溶性元素往往被带走，留下富含铝的粘土，如高岭土。

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对研究人员来说，最大的惊喜是这些矿物的普遍性。十年前，行星科学家只知道火星上有大约1000个露头。这使它们成为有趣的地质奇观。然而，新地图扭转了这一局面，揭示了在该星球最古老的地方有数十万个这样的区域。

法国巴黎-萨克雷大学和艾克斯-马赛大学天体物理研究所（IAS）和马赛天体物理实验室（LAM）的 John Carter说：“这项工作现在已经确定，当你详细研究古代地形时，没有看到这些矿物实际上是奇特的。”

这是科学家们对红色星球的历史理解的一个范式转变。根据科学家们以前知道的较少的含水矿物的数量，水的范围和持续时间有限，这似乎是合理的。然而，现在毫无疑问的是，水在塑造整个星球的地质方面发挥了巨大作用。

现在，目前的关键问题是，水是持续存在的，还是局限于更短、更激烈的事件。虽然还没有提供一个明确的答案，但新的结果肯定给了科学家一个更强大的工具来追求答案。

Carter说：“我认为我们已经集体地过度简化了火星。他解释说，行星科学家们倾向于认为火星上只有少数类型的粘土矿物是在其潮湿时期产生的，然后随着水的逐渐干涸，盐类在整个星球上产生。”

这张新地图显示，情况比以前想象的要复杂。虽然许多火星盐类可能确实比粘土形成得晚，但地图显示了许多盐类和粘土混合紧密的例外情况。甚至有一些盐类被认为比一些粘土更早。

“从大量水到无水的演变并不像我们想象的那样清晰，水并不是一夜之间就停止了。我们看到地质背景的巨大多样性，因此没有一个过程或简单的时间表可以解释火星矿物学的演变。这是我们研究的第一个结果。”他说：“第二个结果是，如果你排除了地球上的生命过程，火星在地质环境中表现出了矿物学的多样性，就像地球一样。”换句话说，火星的过去可能比以前认为的更复杂。

OMEGA和CRISM仪器非常适合这项调查。它们的数据集具有高度的互补性，在相同的波长范围内工作，并对相同的矿物敏感。CRISM独特地提供了高分辨率的火星表面光谱成像（低至15米/像素），适用于火星的高度局部斑块，使其最适合于绘制小范围的兴趣区域，如漫游车登陆点。例如，测绘显示，美国宇航局“毅力号”探测器目前正在探索的杰泽罗陨石坑显示了丰富的含水矿物。

另一方面，OMEGA以更高的光谱分辨率和更好的信噪比提供了火星的全球覆盖。这使得它更适合于全球和区域制图，并区分不同的蚀变矿物。

这些结果在一对科学论文中提出，由Carter、Lucie Riu和同事撰写。在进行部分工作时，Lucie在日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的空间和宇航科学研究所（ISAS）工作，但她现在是位于马德里的欧空局欧洲空间天文中心（ESAC）的研究人员。

有了基本的探测结果，Lucie决定采取下一步措施，对存在的矿物数量进行量化。她说：“如果我们知道每种矿物存在的位置和比例，就会让我们更好地了解这些矿物可能是如何形成的。”

由于两个因素，这项工作也为任务规划者提供了几个潜在的未来登陆点的优秀候选者。首先，水分子仍然存在于含水矿物中。加上已知的水冰埋藏位置，这为原地资源利用提供了潜在的水提取区域，这对在火星上建立人类基地至关重要。盐和粘土是地球上经常使用的建筑材料。

其次，甚至在人类前往火星之前，含水矿物就提供了进行科学研究的绝佳地点。作为这次矿物测绘活动的一部分，发现了富含粘土的Oxia Planum地点。这些古老的粘土包括富含铁和镁的矿物--蒙脱石和蛭石。它们不仅可以帮助揭开这个星球过去的气候，而且是调查火星上是否曾经有生命的完美地点。因此，Oxia Planum被提议并最终被选定为欧空局Rosalind Franklin探测器的着陆点。

Lucie说：“这正是我感兴趣的地方，我认为这种测绘工作将有助于开拓这些研究的未来。”

标签： 科学探索 新的火星含水矿物分布地图将被证明对未来的探索