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火星存在数百万年的湖泊,其实只是小水坑?

时间:2021-11-11 12:46:20 | 来源:环球科学

撰文 " 李·比林斯(Lee Billings) 

翻译 | 刘彬

在美国航空航天局(NASA)“好奇”号火星探测器的所有发现中,最具划时代意义的当属它的着陆点盖尔陨石坑(Gale Crater)内曾长期存在的一片巨大湖泊。然而,目前的一项新研究表明,这个“湖泊”可能只是一些体积更小、短暂存在的小水坑。

“好奇”号于2012年登陆火星,展开了对盖尔陨石坑的探索。仅仅数月之后,在距陨石坑中心5.5千米的夏普山(Mount Sharp)脚下,火星探测器发现了泥岩地层——泥岩一般形成于静水环境下的缓慢沉积。另外,探测器还发现了波痕构造,这来源于古老的河流。在“好奇”号继续向上攀登后,还检测到了零星的水蚀矿物。这些证据都指向一个看似无可争议的结论:大约37亿年前,盖尔曾有一个大型湖泊,它也许存在了数百万年之久,在此期间它可能成为了微生物的聚居地。流水将沉积物带入湖中,夏普山由此缓慢沉积形成。

然而,香港大学行星科学家刘嘉诚(Jiacheng Liu)、乔·米哈尔斯基(Joe Michalski)和周梅福(Mei-Fu Zhou,音译)在《科学·进展》(Science Advances)上发表的一项新研究却认为,夏普山是风成沉积经降水风化形成的。

微生物可能依然能够在这些少量的地表水中繁衍生息,只是仅仅保持了较短的时间,可能约几万年。随后,夏普山上和山脚的任何地表水都消失了。这些结论来自于“好奇”号登上夏普山的过程中采集到的莫里组(Murray Formation)沉积岩的化学特征。

米哈尔斯基说:“嘉诚回顾了火星探测器在最开始8年间途经的岩层,从陨石坑底往上算岩层总共出露400多米。他们还仔细分析了检测出的元素丰度和矿物分布。”分析表明,随着探测器不断爬升,岩层中的元素丰度和矿物分布逐渐发生了改变:在高海拔地区,铁等更容易被水冲走的元素变得更少;铝等溶解度较低的元素丰度更高。这种模式与地球上许多岩层中出现的、由降雨驱动的“自上而下”的风化作用大致相同。

美国芝加哥大学的行星科学家埃德温·凯特(Edwin Kite, 并未参与这项研究)表示:“如果这一结果属实,将会质疑目前火星沉积岩山脉的起源理论。”但是他补充道,“好奇”号缺少确认盖尔陨石坑“地面实况(ground truth)”所需要的工具,其中包括高分辨率X射线光谱仪,这能更好地评估元素丰度的变化。“好奇”号的“姐妹”——“毅力”号就携带了这种仪器,但它正位于数千千米外的杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)。

美国莱斯大学的行星科学家、“好奇”号和“毅力”号科学团队成员,柯尔斯滕·西巴赫(Kirsten Siebach) 说,在目前缺乏更确凿数据的情况下,“好奇”号团队将坚持最初的解释。“我暂时并不认为有必要更改盖尔陨石坑的成因,不过我们毕竟一直在收集新的证据,如果需要对过去的结论进行更改和完善的话,我们也会持开放的态度。”

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