远古火星“湖泊”可能只是短暂的水洼

一项研究表明,“好奇号”探测车的着陆点并非看起来那样

Curiosity rover on the Mars surface.

“好奇号”火星探测车。

NASA、JPL-加州理工学院和MSSS

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在NASA“好奇号”火星探测车的所有发现中,最具划时代意义的是其着陆点盖尔陨石坑曾经存在一个巨大且持久的湖泊。然而,现在一项新的研究表明,这个“湖泊”可能只是一系列较小的、短暂的水洼。

“好奇号”于2012年着陆并开始探索盖尔陨石坑。仅仅几个月后,在陨石坑中心的5.5公里高的夏普山山脚下,探测车发现了泥岩层——暗示沉积物曾在静水中沉淀——以及来自古代河流的流纹岩石。“好奇号”在攀登夏普山山脚的过程中,还在山上探测到散布着水蚀变矿物。结论似乎几乎是不可避免的:大约37亿年前,盖尔陨石坑曾拥有一个大型水库,可能持续了数百万年,在此期间它可能成为微生物的避风港。夏普山从被冲入湖泊的沉积物中缓慢形成于水面之下。

香港大学行星科学家刘家成、Joe Michalski和周美夫在《科学进展》Science Advances上发表的一项新解释认为,夏普山反而是在露天环境中由风积沉积物形成的,然后被水风化:降雨形成短暂的池塘,使液体滴入沉积物中。微生物可能仍然在那些稀少的地表水中茁壮成长,但时间相对短暂——在几万年之内,夏普山及其山脚下的任何池塘都会消失。这些结论来自一组沉积岩(称为默里组)的化学模式,这是“好奇号”沿着其通往夏普山的路径上采集的样本。


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Michalski 说:“家成非常仔细地研究了探测车测量的从陨石坑底部到任务前八年间访问的400多米[裸露岩层]的元素丰度和矿物出现情况。” 分析显示,随着探测车的攀升,逐渐发生了变化:铁等更容易被水冲走的元素在高海拔地区变得稀少;铝等溶解度较低的元素变得更加普遍。这种模式与地球上许多岩层中看到的降雨驱动的“自上而下”的风化作用大致一致。

芝加哥大学的行星科学家埃德温·凯特说:“如果这是真的,这个结果将使我们对火星上沉积岩山的起源产生疑问。” 他补充说,但要确认盖尔陨石坑的“地面实况”,需要“好奇号”缺乏的工具,例如高分辨率X射线光谱仪,以更好地评估元素丰度的变化。“好奇号”的姊妹探测车“毅力号”就携带了这样的仪器——但它位于数千公里之外的耶泽洛陨石坑。

莱斯大学行星科学家、好奇号和毅力号科学团队成员克斯汀·西巴赫说,目前,在缺乏更多确凿数据的情况下,“好奇号”团队坚持其最初的解释。“我不认为现在是改变我们关于盖尔陨石坑的故事的时候,”她说,“但随着我们收集新的证据,我们始终必须对改进我们过去的结论持开放态度。”

李·比林斯是一位专门从事天文学、物理学、行星科学和航天领域的科学记者,并且是《大众科学》的高级编辑。他是广受好评的著作《孤独的五十亿年:在星空中寻找生命》的作者,该书于2014年荣获美国物理学会的科学传播奖。除了为《大众科学》撰稿外,比林斯的文章还发表在《纽约时报》《华尔街日报》《波士顿环球报》《连线》《新科学家》《大众科学》和许多其他出版物上。作为一位充满活力的公众演说家,比林斯曾为NASA的喷气推进实验室和谷歌做过特邀演讲,并曾担任《国家地理》、突破奖基金会、Pioneer Works和各种其他组织举办的活动的主持人。

比林斯于2014年加入《大众科学》,此前曾在《SEED》杂志担任编辑。他拥有明尼苏达大学新闻学学士学位。

更多作者:李·比林斯
大众科学 Magazine Vol 325 Issue 5这篇文章最初以“火星水洼”为标题发表在《大众科学杂志》第325卷第5期(),第22页
doi:10.1038/scientificamerican1121-22
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