本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
1849年，意大利化学家J. Usiglio在法国里维埃拉进行了一系列海水蒸发实验，确定了蒸发岩矿物从水环境中沉淀出来的顺序。 在地球上，这些矿物主要是石膏和石盐，与硼酸盐、钾盐和镁盐有关。 如果在地层柱中发现这些矿物（不足为奇），它们是过去存在水的有力证据。
图1. Groeden砂岩沉积于一个景观中，该景观由多年生和周期性河流、冲积扇、湖泊和沿海平原组成，气候为半干旱气候（炎热干燥，季节性降雨过多）。 具有褶皱石膏层的成土层记录了强烈的蒸发和水位波动。 上部交错层理砂岩记录了蜿蜒的河流通道与沙漠环境的沙丘交替出现的时期。
早在轨道上，火星全球勘探者号就识别出火星上的地形由分层物质组成，覆盖了更崎岖和多陨石坑的地形。 对这种地形的解释范围从火山熔岩片到风成沉积物，再到水中形成的沉积物。 为了阐明这些层的起源，有必要进行实地调查。 2004年，“机遇号”探测器降落在位于“梅里迪亚尼平原”的“鹰撞击坑”中——这是一个平坦、均匀的平原，陨石坑很少，周围是悬崖，具有可识别的分层结构。 “机遇号”在小陨石坑中发现了一些露头，但暴露的地层柱非常短。 因此，探测器被引导到更大的“奋进撞击坑”（直径200米）。
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这个陨石坑的外缘提供了一个独特的露头——很快被命名为伯恩斯悬崖，以纪念Roger Burns，他根据海盗号任务获得的初步结果，预测了火星岩石的矿物成分（主要由超基性矿物，如橄榄石和硫酸铁矿物组成）。
沿着悬崖的斜坡，地质学家识别出一系列岩石类型或相，非正式地命名为“伯恩斯组”，这是当时唯一的地外地质构造。 伯恩斯组几乎完全由砂岩组成，砂岩中含有玄武岩、氧化物、硅酸盐和蒸发岩矿物（钙和镁-硫酸盐、氯化物和磷酸盐）颗粒。
伯恩斯组可以细分为三个岩段
- 下部单元为交错层理砂岩，可能是干涸湖床上形成的沙丘
- 中部单元为细层理砂岩，被解释为古代砂席沉积物，覆盖在下部单元之上，具有罕见的交错层理层，可能代表零星的洪水事件。 该单元显示出地下水渗透的各种影响，例如矿物溶解和新矿物沉淀。 褶皱层可能是由于矿物与地下水发生化学反应膨胀而形成的。
- 上部单元由细层理砂岩组成，但交错层理砂岩层更为常见。 这些层还显示出一种特殊的沉积特征，称为“槽状交错层理”——凹形的、相交的薄层组，在地球上仅在水下波痕的横截面中发现。
图2. 奋进撞击坑东南缘伯恩斯悬崖的伯恩斯组（根据GROTZINGER et al. 2005），“机遇号”拍摄的图像 - NASA（公共领域图像）。
伯恩斯组记录了从干燥的沙丘地到潮湿的“盐湖滩”环境的过渡。 渗透的水稳定了颗粒，使其免受火星风的侵蚀，并形成了扁平的砂岩层。 零星的洪水事件形成了波痕，在干燥阶段，蒸发岩矿物从蒸发的水中沉淀出来。 后来，梅里迪亚尼平原被水覆盖了更长的时间——可能形成了一个浅湖。 从干燥到潮湿条件的这种转变可能在火星的过去发生过多次，因为下部单元的沙丘已经由较老的盐湖滩沉积物中再加工的蒸发岩矿物形成。
伯恩斯组的年龄尚不清楚。 缺少大型撞击坑和少量小型撞击坑表明其年龄相对“年轻”，从诺亚纪（41亿-37亿年）到下赫斯珀里亚纪（37亿-30亿年）。
“好奇号”的着陆点是根据与“机遇号”着陆点相似的标准选择的。 “盖尔撞击坑”是一个37亿年前的“幽灵撞击坑”，曾经被沉积物层覆盖，后来侵蚀使撞击坑出土。 “埃俄利斯山”是撞击坑内的中心隆起，是一个具有分层结构的台地——发送到地球的第一张照片看起来很有希望……
参考文献
CARR,M. H. (2006)：火星表面。 剑桥行星科学系列 - 剑桥大学出版社 - 纽约：307
GROTZINGER, J.P.，ARVIDSON, R.E.，BELL III, J.F.；CALVIN, W.；CLARK, B.C.；FIKE, D.A.；GOLOMBEK, M.；GREELEY, R.；HALDEMANN, A.；HERKENHOFF, K.E.；JOLLIFF, B.L.；KNOLL, A.H.；MALIN, M.； McLENNAN, S.M.；PARKER, T.；SODERBLOM, L.；SOHL-DICKSTEIN, J.N.；SQUYRES, S.W.；TOSCA, N.J. & WATTERS, W.A. (2005)：火星梅里迪亚尼平原伯恩斯组从干燥到潮湿的风成沉积系统的地层学和沉积学。 地球和行星科学快报 240: 11-72