一張新的火星地圖正在改變人們對這顆星球上有水的過去的看法，並指出未來任務的潛在登陸點。該地圖顯示了整個紅色星球的礦藏。它是在過去十年中利用歐空局的“火星快車”探測器上的紅外礦物學探測光譜儀(OMEGA)和美國宇航局的火星勘測軌道飛行器的緊湊型火星偵察成像光譜儀（CRISM）的數據精心繪製的。
具體而言，該地圖顯示了含水礦物的位置和丰度。這些礦物來自過去被水作用而發生化學變化的岩石，通常被轉化為粘土和鹽類。
在地球上，粘土是在水與岩石相互作用時產生的，不同的條件會產生不同類型的粘土。例如，當相對少量的水與岩石相互作用時，粘土礦物，如蒙脫石和蛭石形成。因此，它們保留了大部分與原始火山岩相同的化學元素。在蒙脫石和蛭石的情況下，這些元素是鐵和鎂。當水的數量相對較多時，岩石可以被改變得更多。可溶性元素往往被帶走，留下富含鋁的粘土，如高嶺土。
對研究人員來說，最大的驚喜是這些礦物的普遍性。十年前，行星科學家只知道火星上有大約1000個露頭。這使它們成為有趣的地質奇觀。然而，新地圖扭轉了這一局面，揭示了在該星球最古老的地方有數十萬個這樣的區域。
法國巴黎-薩克雷大學和艾克斯-馬賽大學天體物理研究所（IAS）和馬賽天體物理實驗室（LAM）的 John Carter說：“這項工作現在已經確定，當你詳細研究古代地形時，沒有看到這些礦物實際上是奇特的。”
這是科學家們對紅色星球的歷史理解的一個範式轉變。根據科學家們以前知道的較少的含水礦物的數量，水的範圍和持續時間有限，這似乎是合理的。然而，現在毫無疑問的是，水在塑造整個星球的地質方面發揮了巨大作用。
現在，目前的關鍵問題是，水是持續存在的，還是局限於更短、更激烈的事件。雖然還沒有提供一個明確的答案，但新的結果肯定給了科學家一個更強大的工具來追求答案。
Carter說：“我認為我們已經集體地過度簡化了火星。他解釋說，行星科學家們傾向於認為火星上只有少數類型的粘土礦物是在其潮濕時期產生的，然後隨着水的逐漸乾涸，鹽類在整個星球上產生。”
這張新地圖顯示，情況比以前想象的要複雜。雖然許多火星鹽類可能確實比粘土形成得晚，但地圖顯示了許多鹽類和粘土混合緊密的例外情況。甚至有一些鹽類被認為比一些粘土更早。
“從大量水到無水的演變並不像我們想象的那樣清晰，水並不是一夜之間就停止了。我們看到地質背景的巨大多樣性，因此沒有一個過程或簡單的時間表可以解釋火星礦物學的演變。這是我們研究的第一個結果。”他說：“第二個結果是，如果你排除了地球上的生命過程，火星在地質環境中表現出了礦物學的多樣性，就像地球一樣。”換句話說，火星的過去可能比以前認為的更複雜。
OMEGA和CRISM儀器非常適合這項調查。它們的數據集具有高度的互補性，在相同的波長範圍內工作，並對相同的礦物敏感。CRISM獨特地提供了高分辨率的火星表面光譜成像（低至15米/像素），適用於火星的高度局部斑塊，使其最適合於繪製小範圍的興趣區域，如漫遊車登陸點。例如，測繪顯示，美國宇航局“毅力號”探測器目前正在探索的傑澤羅隕石坑顯示了豐富的含水礦物。
另一方面，OMEGA以更高的光譜分辨率和更好的信噪比提供了火星的全球覆蓋。這使得它更適合於全球和區域製圖，並區分不同的蝕變礦物。
這些結果在一對科學論文中提出，由Carter、Lucie Riu和同事撰寫。在進行部分工作時，Lucie在日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的空間和宇航科學研究所（ISAS）工作，但她現在是位於馬德里的歐空局歐洲空間天文中心（ESAC）的研究人員。
有了基本的探測結果，Lucie決定採取下一步措施，對存在的礦物數量進行量化。她說：“如果我們知道每種礦物存在的位置和比例，就會讓我們更好地了解這些礦物可能是如何形成的。”
由於兩個因素，這項工作也為任務規劃者提供了幾個潛在的未來登陸點的優秀候選者。首先，水分子仍然存在於含水礦物中。加上已知的水冰埋藏位置，這為原地資源利用提供了潛在的水提取區域，這對在火星上建立人類基地至關重要。鹽和粘土是地球上經常使用的建築材料。
其次，甚至在人類前往火星之前，含水礦物就提供了進行科學研究的絕佳地點。作為這次礦物測繪活動的一部分，發現了富含粘土的Oxia Planum地點。這些古老的粘土包括富含鐵和鎂的礦物–蒙脫石和蛭石。它們不僅可以幫助揭開這個星球過去的氣候，而且是調查火星上是否曾經有生命的完美地點。因此，Oxia Planum被提議並最終被選定為歐空局Rosalind Franklin探測器的着陸點。
Lucie說：“這正是我感興趣的地方，我認為這種測繪工作將有助於開拓這些研究的未來。”