在火星表面，有一個寬達150公里的古老盆地，那就是蓋爾環形山。它是由一次大規模隕石撞擊的事件形成的古老遺跡。好奇號正在那里探索地面上的水塘印記。或許曾經有水流沖進環形山的坑壁，沖向底部。如果將歷史快放，你會看見這些水溢出又干涸，這樣的過程可能在數百萬年里循環了無數次。

這便是好奇號的科學家在近期的《自然-地球科學》雜志上描述的景象，它認為火星環境是從過去的濕潤土地轉變為今天這樣的寒冷沙漠的。論文的第一作者William Rapin介紹說，之所前往蓋爾環形山是因為它保存了獨特的火星變化記錄，從而可以了解火星的氣候是從何時以及如何開始演變的，并進一步探索什么時候火星可以支持地表微生物的生存？能支持多久？

在論文中，他們詳細描述了在一個150米高的名為“薩頓島”的沉積巖中發現的鹽。其實在此之前，研究人員就通過在一個名為“Old Soaker”的位置上發現的一系列泥土裂縫獲悉了這個地區曾發生過間歇性的干旱期。但薩頓島的鹽表明，這些水也曾濃縮成鹽水。

○ 這塊被稱為“Old Soaker”的火星巖石板上的裂縫可能是30多億年前的由一層泥層干燥后形成的。| 圖片來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

通常情況下，當湖泊完全干涸時會留下一堆堆的純鹽晶體。但薩頓島上的鹽卻有所不同：首先它們是礦物鹽，不是食鹽；再者，它們還與沉積物混合，這表明它們是在潮濕的環境下結晶的，比如是在充滿鹽水的淺池塘底下。

基于地球和火星的早期階段具有相似性，研究人員推測薩頓島可能就類似于地球上南美洲阿爾蒂普拉諾高原上的鹽湖。溪流和河流從山脈流入這個干旱、高海拔的高原，形成了與火星上的古老蓋爾環形山相似的封閉盆地。

阿爾蒂普拉諾高原上的湖泊和蓋爾一樣，深受氣候的影響。在干旱時期，阿爾蒂普拉諾高原上的湖會變得更淺，有一些可能會完全干涸。由于湖中沒有植物，這一點讓它看起來和火星更像了。

○ 科學家認為，蓋爾環形山的景象可能就像是南美阿爾蒂普拉諾高原上充滿了咸水湖的鹽沼。| 圖片來源：Maksym Bocharov

在蓋爾環形山的中心有一座高聳的山峰，科學家給它取名為夏普山。它是由被水與風裹挾的沉積物一層一層地填入環形山底部之后，在風的力量下雕刻而成的堅硬山峰。這是好奇號現在正在攀登的山。暴露在夏普山山坡上的每一層巖石都揭示了火星歷史的不同時代，它們包含了眾多與當時環境有關的線索。

○ 這張動圖展示的是科學家認為的蓋爾環形山在干涸后留下的咸水池塘和溪流。圖片的底部是蓋爾環形山的底部，高聳的是夏普山的側面圖。| 圖片來源：ASU Knowledge Enterprise Development (KED), Michael Northrop

好奇號項目科學家Ashwin Vasavada說：“當我們爬上夏普山時，我們看到了一個從濕潤地貌變為干燥地貌的整體趨勢。但這一趨勢并不一定是以線性的方式出現的，它更有可能是混亂的，包含許多干燥和濕潤的時期，就像好奇號正在探索的‘含粘土單元’中所看到的那樣。”

到目前為止，好奇號已經遇到了許多在湖底緩慢沉積的平坦沉積層。研究團隊中專注于研究沉積層的Chris Fedo指出，好奇號目前正在穿越的是可能只能在較高能量環境（比如有大風吹過的地區或流動的溪流）中形成的大型巖石結構。風或流水將沉積物堆積成逐漸傾斜的地層，Fedo說：“傾斜層的出現意味著一個重大的變化，那就是這里的景觀不再完全在水下，這意味著我們可能已經告別了深湖時代。”

好奇號已經在這個遙遠的含硫酸鹽單元中發現了更多的傾斜層。研究團隊計劃在未來幾年內讓好奇號駛入那片區域，調查那里的更多巖石結構。如果它們形成于持續了很長一段時間的干燥條件下，那么這或許意味著這些含粘土單元代表的是一個介于兩者之間的過度階段，也就是蓋爾環形山進入有水時代的入口。

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7514

文章來源：原理

IEEE Spectrum

《科技縱覽》

官方微信公眾平臺