天文太空

火星,越看越驚奇!

我們發現,過去對火星想像太多、了解太少,那麼準備接收探測小車的最新大發現吧!

撰文/阿爾比(Arden L. Albee,火星全球探勘者號(MGS)任務的專案科學家及總領導人)
翻譯/傅宗玫(美國哈佛大學地球與行星科學系博士班研究生)

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火星,越看越驚奇!

我們發現,過去對火星想像太多、了解太少,那麼準備接收探測小車的最新大發現吧!

撰文/阿爾比(Arden L. Albee,火星全球探勘者號(MGS)任務的專案科學家及總領導人)
翻譯/傅宗玫(美國哈佛大學地球與行星科學系博士班研究生)

行將就木的行星


卡特上尉是20世紀初科幻作家巴勒斯(Edgar Rice Burroughs)筆下的英雄。這位出身美國維吉尼亞州的仕紳,是南方聯盟的軍官。南北戰爭後,他一貧如洗,便前往亞利桑那州淘金,卻遭阿帕契戰士追捕而跌了一跤,撞傷了頭。醒來時,他已身處在一個有兩個月亮的乾燥行星上。那裡的地景與亞利桑那州南部出奇相似,居住了六足動物和美麗的公主,他們把這個地方稱為「巴森」。巴森與地球差異不大,只是比較古老而衰敗。「在行將就木的行星上,他們忍受著艱苦與冷酷,掙扎求存。」巴勒斯在他首部小說裡寫道。

不論是科學還是科幻,火星往往被描述成一個極端的地球──更小、更冷、更乾燥,但基本上是以同樣的過程塑造。即使邁入20世紀,很多人仍認為火星上有流水和茂林。1960年代晚期造訪火星的太空船,揭露了一個如月球般荒蕪、充滿坑洞的世界,打破了這種火星與地球相似的想法。不過,當後續發現了火星上的高山、深谷和複雜的天氣型態,這派想法很快又流行起來。維京人號和火星探路者號傳回的火星地表影像,與地球出奇類似。如同巴勒斯一般,研究人員把火星的赤道地區比擬成美國西南部。至於極地,則以地球南極洲的乾谷為模型,比擬成無邊冰原中的一片冰凍荒漠。

不過,研究人員從最近的火星探索任務學到一個教訓:做這樣的比較要十分小心。太空船過去五年蒐集到關於「紅色星球」的資訊,勝於過去所有探測任務的總和。事實證明,火星與過去科學家所想的很不一樣,而且複雜得多。「火星是否曾經溫暖而潮濕、可能適合生命演化?」即使是這個最重要的問題,也比過去所想的還要不同。要想了解火星,研究人員可不能被地球上的經驗蒙蔽,因為「紅色星球」可是個獨一無二的地方。


火星探索計畫起起伏伏。過去10年,美國航空暨太空總署(NASA)在火星損失了三艘太空船:火星觀察者號、火星氣象衛星(原打算部份取代火星觀察者號)和火星極地登陸者號。不過,最近卻捷報頻傳。自1997年以來,火星全球探勘者號(MGS)持續拍攝並收集紅外線光譜和其他資料,它現在是名符其實的火星太空船家族之后。另外,火星漫遊號已繞軌一年多,它會測量地下含水量並拍攝紅外線影像。今年5月中旬,NASA計畫發射的火星巡迴者號,是火星探路者號著名的旅居者探測車繼任者(見下一頁「上火星兜風!」)。6月2日晚間,歐洲太空總署也從中亞國家哈薩克的貝康諾太空基地發射火星快遞軌道衛星,如果進行順利,預計明年1月可登陸火星,並釋出船上攜載的登陸艇小獵犬二號。日本的宇宙科學研究所(ISAS)則派出希望者號,預計於12月抵達火星。


對於現今火星地表和大氣的作用過程,科學家掌握了前所未有的詳盡記錄(圖為結合廣角攝影機影像和測高術製成的火星地圖,為真實色彩。詳見《科學人》2003年7月號第38頁〈火星六大全景〉)。他們也研究隕石坑、峽谷、火山等引人注目的遠古陳跡。但我們對火星的了解有個巨大的鴻溝:古代火星與現代火星之間存在數十億未知的年歲。在大部份火星歷史中,沒有人確切知道它的形塑條件和過程,對於地下的地質學所知更少,這得留待以後探討了。