欧洲航天局：火星探测十年回顾＊

2013年6月3日，欧洲航天局（ESA）在其火星探测卫星Mars Express发射10周年纪念日，推出ESA火星探测历程回顾专题报道，首次发布新的火星全球地图并回顾了火星探测10年成果。

1 最新火星全球地图

ESA此次所发布的新火星全球地图，全景呈现了这个红色星球上水和火山活动的历史，为下一代火星探测任务锁定了目标位点。该独特的地图集包括火星表面一系列水成、火山成因及风化形成的矿物的分布图，每幅地图代表了火星地质进化史的一个不同时期，地图集揭示了塑造火星的主导地质过程的全球背景。

1．1 水成矿物分布地图

第1张地图显示了水合矿物 页硅酸盐和水合盐分布的个别位点。这些水合矿物仅能在水存在的情况下形成，它们主要存在于最古老的陨石坑中，这些陨石坑可以追溯到40多亿年前。这表明在最初的几百万年间，火星表面和地下存在液体水，可能为早期的生命提供了适宜的条件。

1．2 火山成因矿物分布地图

接下来的2张地图显示了能够体现火山历史的橄榄石和辉石矿物。固体火山岩化学组成的差异能产生关于星球内部温度和压力进化的线索。橄榄石和辉石是组成玄武岩的2种主要矿物，而玄武岩是火星壳、地球洋壳和月球火山岩性的标志性特征。

当前火星表面暴露的撞击坑周围发现一些最原始的富镁橄榄石，撞击坑已经揭示出来自火星壳下面的非常古老的火星幔样本。富含橄榄石的火星表面与大约37亿年前全球性的岩浆爆发事件有关。当时岩浆通过撞击坑底部的裂缝喷发到火星表面，这与月球上大的撞击盆地曾被火山岩浆淹没的过程类似。目前仅保存有一些全球事件的痕迹，后续的地质活动掩盖了这些特征。在陨石坑高地，辉石分布特别广泛，它代表了火星壳最为古老的部分。在平缓的北部平原，与火星形成初期的橄榄岩相比，辉石的分布则反映了更高演化程度熔岩的喷发。

1．3 风化作用形成的尘埃分布地图

尘埃掩盖了许多火星深层的岩石，这与Fe2O3密切相关。Fe2O3是在火星上发现的铁的矿物形态，其在北部低地和塔尔西斯火山区有最大量的分布。火星表面的尘埃被认为主要与大气的化学反应有关，引起富铁岩石缓慢“锈化”数十亿年，从而使火星呈现出独特的红色色调。

来自过去冰川活动和撞击事件的风化与侵蚀，以及当前的沙尘暴、大风和冻融循环，都有助于细粒粉尘的持续产生。矿物地图提供了火星随时间演化的独特记录，它们体现了在整个火星上水和火山进程发挥的作用，这跨越了漫长的地质时期。

1．4 为未来实地探测提供线索的地图

地图同时突出了科学研究特别感兴趣的区域，这有助于未来开展进一步的实地探测，比如沿较低的北部平原和古代陨石坑高地之间边界探测水合矿物暴露簇的丰富度。研究人员表示，在这些峭壁侧面，较厚的冰沉积可能在长时间保护了古代水蚀位点。

在一些地方，地图显示了火山暴露岩层和水合矿物之间的重叠，在这些区域的火山—冰川相互作用期间，矿物质可能通过加热而有所改变。比如，在一个称为Nili Fossae的地方，在橄榄石地图上由于有明亮的红色／黄色斑点而较易识别，在水存在的条件下，矿物质易风化而成为黏土。如果这里的岩石由于水热活动而发生变化，那么该地方的条件可能曾经支持生命的存在。

研究人员指出，火星上存在非常独特的地点，其完好保存着行星形成后数亿年间的环境记录，这在整个太阳系是独一无二的。在此期间，生命可能已经在地球上出现，同时也可能在火星上出现。

地图集是根据搭载于Mars Express上的OMEGA矿物绘图仪（通过分析反射的太阳光的光谱来确定火星表面的矿物质组成）收集的10年探测数据生成的。研究人员表示，火星的历史蕴藏于其矿物中，这些真正的火星全球场景的获得归功于ESA火星探测任务的长期持续性，有助于解开46亿年行星演化的秘密。地图集不仅将为确定下一代火星登陆器和探测器的着陆位点以及未来ESA载人航天任务的目标位点提供依据，还将确保欧洲始终处于行星探测的前沿。

2 火星探测10年历程

ESA Mars Express 10年火星探测历程及主要成果如下表（表1）所列。

表1 ESA Mars Express 10年火星探测历程

除获得有关火星表面水和火山的发现之外，Mars Express还广泛开展了包括火星地下直至其上层大气，以及其卫星 火卫一和火卫二等诸多方面的研究，这提供了火星环境各个方面的深度分析。探地雷达探测结果显示，在火星南极，有足够的水存在于冰盖中，如果这些冰融化，在整个火星表面水深可达11m。在火星大气中检测出甲烷存在的痕迹已经引起了科学家的激烈争论：这是否是由火山作用产生，或者像在地球上一样，是活跃生物活动的结果？同时，Mars Express也提供了火卫一最详细的地图集。

ESA表示，尽管持续10年之久的Mars Express火星探测任务为我们提供了关于火星历史的真正的全球视角，为下一代火星探测任务铺平了道路，但对Mars Express的未来仍有诸多期待。如与美国宇航局的MAVEN航天飞船协同开展对火星大气的测量、2014年10月最近距离观测赛丁泉彗星C／2013（Comet C／2013Siding Spring）以 及2016年10月监测ESA ExoMars探测器的运行等。