臺北市立天文科學教育館

美國太空總署的精神號（Spirit）火星探測車任務雖已結束十餘年，但最新研究重新分析其於2004年至2010年間蒐集的大量觀測資料，在火星古瑟夫撞擊坑（Gusev Crater）的普通土壤中，發現過去未曾辨識出的結晶赤鐵礦（crystalline hematite）與蝕變磁鐵礦（altered magnetite）光譜特徵，為火星曾擁有豐富液態水環境再添重要證據。研究團隊指出，這些含鐵礦物反映火星岩石曾歷經水與岩石交互作用的化學變化，意味液態水可能曾廣泛分布於火星表面，而非侷限於少數特殊區域。

圖說：火星上的精神號探測車影像。影像來源：NASA/JPL-Caltech/Cornell

研究團隊整合精神號在古瑟夫撞擊坑32處未受擾動土壤所取得的數百筆光譜探測數據，建立迄今最完整的火星典型土壤鐵礦物分布圖。過去研究認為精神號著陸區幾乎不存在結晶赤鐵礦，但此次透過整合全任務期間數千筆光譜資料，大幅提升訊號雜訊比，成功從背景雜訊中辨識出微弱的礦物特徵。研究主持人表示，結晶赤鐵礦是揭示遠古時期火星表面曾存在液態水最具代表性的指標礦物之一，雖然火山或熱液活動亦可能形成此礦物，但更常見於富含鐵的岩石長時間與液態水接觸後產生，因此其廣泛存在暗示火星曾有大範圍地區被液態水覆蓋。

此外，研究人員亦發現磁鐵礦已發生蝕變，顯示原本由火山活動形成的礦物，在漫長地質演化過程中受到化學作用改變。結晶赤鐵礦與蝕變磁鐵礦共同提供新的礦物學證據，證實液態水曾深刻影響火星地表環境。由於類似的塵土與土壤廣泛覆蓋火星各地，研究推測，這類由水驅動的化學作用可能遍及整個火星，而不僅限於古瑟夫撞擊坑，進一步支持火星早期曾擁有比今日更溫暖、潮濕且適合居住環境的說法。

這項成果也與近年多項火星探測結果相互呼應。精神號曾在哥倫比亞丘陵（Columbia Hills）發現受水改變的岩石與礦物；好奇號（Curiosity）證實蓋爾撞擊坑（Gale Crater）曾存在持續數百萬年的湖泊；毅力號（Perseverance）則持續探索耶澤羅撞擊坑（Jezero Crater）的古河流三角洲，尋找遠古微生物生命可能存在的證據。研究團隊指出，此成果亦凸顯太空任務資料的長期科學價值，隨著分析技術持續進步，重新檢視既有資料仍可能帶來重大突破，為揭開火星演化歷史提供全新線索。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Space.com