每次要探索新的天體時，我們都必須以前一次探索其他地方的經驗為基礎，地質學家這200多年來探索地球時也是如此。我們必須不斷地問，哪些可能是類似的？哪些又可能是不同的？火星的地質、可達性、探索策略和最佳人員組合，跟阿波羅計畫的經驗相較之下有何不同？


親臨月球現場
地球上影響地質樣貌的作用十分複雜。地殼、岩漿、水和大氣的交互作用、海洋板塊和大陸碰撞、來自太空的天體撞擊，以及包含人類在內的生物圈都會改變地貌。在月球上，過去40億年的作用大多是外在的，只來自撞擊和構成太陽風的高能量粒子作用（請參閱2004年1月號〈重返月球〉）。

月球沒有大氣，因此表面物質直接暴露在太空的極度真空之中。以秒速數十公里飛行的隕石與彗星（其中有些可能小如塵粒）不斷撞擊月球，改變月球上的岩石、岩石碎片、玻璃和塵土，這樣的過程產生了細小且有部份表面光滑的碎屑，覆蓋在大多數年代較久的火山碎岩流和撞擊形成的地層表面，厚度往往達數公尺，稱為「月表岩屑」，常被誤認為是月球的土壤。因此，在月球上進行實地探索時，地質學家必須擁有可與X射線比擬的視覺。為了找出主要不同岩石之間的界面（也就是接觸面），我必須仔細觀察月表岩屑在撞擊下逐漸形成與擴散的過程，如何掩蓋了岩石中礦物、色彩與紋理原有的對比。

舉例來說，我在陶拉斯–利特羅峽谷中，觀察了兩種岩石的接觸面，一種是紋理較細的深色玄武岩，另一種是年代較早的灰色碎裂岩石，稱為撞擊角礫岩。這個接觸面剛形成時應該相當鮮明，兩種岩石之間明顯不連貫。但是暴露在太空中38億年後，有幾百公尺長的接觸面已經變得模糊不清。在另外一個地方，沙土崩落沉積物和深色表岩屑之間的接觸面，從山崩發生至今的一億年間僅延伸了數十公尺。弄清楚這些接觸面改變的過程之後，我就能判定它的原始樣貌，這就和地球上的地質學家必須判定陸地侵蝕作用如何抹去或遮蓋底下的岩石接觸面與結構，是一樣的道理。

要實地鑑別月球表面暴露的圓石中不同種類的岩石，必須了解微隕石連續撞擊所造成的影響。速度極高的微粒打到月球表面時，會產生小範圍的高溫電漿，並熔化撞擊點的岩石。噴出的電漿與熔化的岩石又沉積在周圍的月球表面，形成薄薄的褐色光滑鏽斑（因為含有極小的鐵粒子），佈滿整個圓石表面。就如同在地球上的乾燥地區，地質學家必須看穿岩石表面上的荒漠岩漆一樣，我必須很快地掃視與解讀鏽斑底下的東西之後，才能動手拿鎚子敲下或敲破圓石。

小撞擊坑洞表面的月球鏽斑中穿插著各種顏色的玻璃，顯示遭到撞擊的礦物含有各種化學成份。撞擊發生在白色礦物上（例如火山岩石的主要成份斜長石）時，坑洞就會有淺灰色玻璃和明顯的白點，是由礦物紋理中極細的網狀裂縫所形成。鐵或錳含量較高的礦物被撞擊時，則會產生綠色的玻璃。了解這類過程後，我只要以肉眼觀察，就可判定岩石的成份。

看更多雜誌 »