2021年9月10日，美国宇航局（NASA）的毅力号（Perseverance）火星探测器在一块名为罗切特（Rochette）的岩石上拍下了这张自拍照，此时正值该任务的第198个火星日。

照片上可以看到两个洞，是毅力号用它的机械臂钻取岩芯样本时留下的。
图源：NASA, JPL-Caltech, Msss

从火星表面到天空，红色的灰尘将火星也涂抹成锈红的颜色。但美国宇航局的毅力号探测器在生锈的阴影中发现了另一种颜色的条纹。几乎在每个“机器人地质学家”访问地点，“火星调色板”上都出现了紫色。

这种颜色在某些石头上形成一层薄薄的光滑涂层，在另一些石头上留下了油漆般的斑点。洛斯阿拉莫斯国家实验室的地球化学家Ann Ollila在最近的美国地球物理联盟（AGU）会议上提出了对这些岩石涂层的早期分析，她说，还有一些岩石看起来像是部分被洋红色的冰霜覆盖了。

这种紫色图层覆盖在各种形状和大小的岩石上——即使很小的鹅卵石也一样。但这些涂层到底是如何形成的呢？“我真的给不出很好的答案，”Ollila说。

美国宇航局的毅力号探测器于2021年5月拍摄了这张岩石Nataani的照片，
照片右侧边缘附近有一个紫色的涂层，涂层上被一系列激光钻出了五个小洞，用于研究岩石的成分。
摄影：NASA，JPL-Caltech

科学家们希望能了解更多。洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）空间与行星探索团队的负责人Nina Lanza说：“随着我们继续进行分析，有很多事情值得期待。”Lanza一直在与Ollila一起研究这些涂层。

这些神秘斑点的起源可能有助于揭示火星过去的线索，包括它是否可能存在古代生命。随着这些涂层的形成，它们可能已经编码了周围环境的化学和矿物组成信息，帮助科学家重建了早已消失的环境。它们还可能体现更多火星生命存在的直接证据：在地球上，就是很多微生物制造了许多类似的岩石表层。

研究这些类型的地壳也可以帮助科学家更好地理解其他星球的运作方式。纽约尼亚加拉大学的环境微生物学家Cassandra Marnocha提问道：“地质变迁有多普遍？在不同的星球上的变迁又有何差异？”

紫色涂层

这些紫色的火星涂层是在耶泽罗（Jezero）陨石坑中发现的，这是一个45公里宽的凹坑，由数十亿年前陨石撞击后形成，那里曾经有一个古老的湖泊。毅力号于2021年2月在该陨石坑着陆，此后一直在陨石坑上漫游。在漫游车行进路线上的几乎每一站，其图像中都会出现紫色的闪光。

虽然火星上的岩石涂层不是新发现，但耶泽罗频繁出现的紫色斑点让科学家们摸不着头脑。

普渡大学的Bradley Garczynski说：“这些特殊的紫色斑块，我们在过去的漫游车任务中没有真正见过。”他在最近的AGU会议上也发表了对这些涂层的分析报告。Garczynski利用一对名为Mastcam-Z的相机拍摄的图像来研究涂层，他说，这一对相机“本质上是探测器的科学眼睛”。通过使用各种滤光片捕捉特定波长的光，科学家们可以大致了解岩石的组成。

Ollila和她的同事正在使用探测器的超级相机对涂层进行更近距离的观察，该相机可以向岩石发射激光，使一小部分材料蒸发，并找出其元素组成。每一次激光发射也会在表面刻上一个小坑，并发出啪的一声。探测器上的麦克风可以捕捉到这种声音，从而让科学家们能够听到激光穿透涂层并进入下面的岩石。这些声音也揭示了岩石的一些属性，比如硬度。

这些分析的早期结果表明，紫色的岩层似乎更软，化学性质与下面的岩石不同。Mastcam-Z图像表明，涂层可能含有几种氧化铁，Garczynski说。超级相机的分析表明它们富含氢，偶尔也含有镁，Ollila说。

氢的存在表明水在紫色斑块的形成中发挥了作用。氧化铁也指向有水，类似于自行车在雨中形成的铁锈。进一步研究或许可以解开关于这颗红色星球过去有水存在的信息宝藏，包括水在耶泽罗陨石坑中停留了多长时间，以及湖泊本身的化学成分。“涂层的存在可能是解释这个故事的关键部分，”Garczynski说。

然而，紫色斑块的位置却有点神秘。毅力号目前的路线并没有穿过湖泊沉积物，而是穿过冷却岩浆形成的岩石。这些岩石是如何到达陨石坑底部现在的位置的，以及水是何时以何种方式与之接触的，这些都还不清楚。Lanza说：“如果要我猜，在耶泽罗的所有材料中哪里可以找到涂层，我可能不会猜在这里。”

到目前为止，该团队只分析了少数样本，仍在应对许多挑战。Ollila指出，SuperCam不同的化学读数和激光的声音变化似乎并不总是一致的。将火星表面的涂层、底层岩石和无处不在的灰尘的化学特征分离开来是一项复杂的工程。火星上强风也干扰和限制了科学家听到激光的声音。

Lanza说：“探索火星对我们来说并不容易。

微生物“防晒霜”

在地球上，这样的表面往往与生命有关；所以火星的岩石涂层可能是天体生物学家的一大福音。

Marnocha解释说，岩石的角落和裂缝可以为恶劣环境中的微生物创造一个微小的安全天堂，提供营养，遮挡阳光，或在其他干燥的环境中提供水分。其中一些微生物通过代谢从岩石表面刮出的或溶解在水中的金属来帮助制造涂层。在火星上，涂层甚至可以防止火星强烈的太阳辐射降解脆弱的有机结构，以保存古代微生物死亡后的证据。

火星上岩石涂层的最早迹象是在海盗号（Viking）任务期间发现的，该任务于上世纪70年代中期登陆火星。但Marnocha说，在火星表面需要更多轮子才能识别出黑色斑点是涂料，而不是表面的污渍。

振奋人心的是，在盖尔陨石坑发现了富含锰的黑色涂层，好奇号探测器目前正在那里仔细检查火星表面。这一发现让人不禁想起地球上一种被称为“清漆”的特殊岩石涂层，这种涂层往往充满了微小的生命形式。洛斯阿拉莫斯国家实验室的环境微生物学家Chris Yeager说，在最近对美国各地的清漆进行的一项调查中，科学家发现了“已知的抗辐射细菌”。

耶格尔和他的同事们发现，一种特殊类型的蓝藻细菌似乎是清漆锰含量的关键，它可以聚集金属物质，防止破坏性的太阳辐射，功效有点像防晒霜。

Lanza说，耶泽罗中新发现的涂层里没有被认为是清漆所需的锰，但也并不意味着它们不能与古代微生物生命联系在一起。“谁知道火星微生物会做什么？”

该团队希望进一步解开涂层的化学成分，并寻找与火星地壳有关的有机物质，毕竟可能暗示着微生物的存在。将这些岩石带回地球进行实验室分析是确定紫色斑块如何形成的少数几种方法之一。

毅力号在穿越陨石坑时，一直在钻探火星岩石样本，并将它们密封在管道中，这些管道将储存在火星表面，以供将来返回地球的任务使用。尽管这些紫色涂层很脆弱，Ollila希望涂层能够承受采样过程的考验，这样科学家们就可以在未来进行更近距离的研究。

同时，当毅力号向耶泽罗三角洲跋涉时，该团队对继续他们的工作感到很兴奋，耶泽罗三角洲是古代河流流入火山口后沉积的一个无垠的扇面。Lanza说："我们仍处于研究早期，“这只是我们可能遇到的一种材料，还有更多发现等待着我们。”

撰文：Maya Wei-Haas

出处：见配图水印