好奇号最新数据表明火星曾存湖泊:或持续达万年

北京时间10月10日消息,据国外媒体报道,美国宇航局“好奇”号火星车近期正在火星表面巨大的盖尔陨石坑中探索,并发回了清晰的岩层图片,图片中明显存在水流沉积物的痕迹,痕迹表明一些较浅水流携带沉积物向南流动直到一个远古湖泊的边缘。科学家研究认为,在很久以前该陨石坑中曾经短暂出现过三角洲水系和湖泊,其中有的湖泊存在时间可能长达1万年,足以支持生命的存在。

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科学家估计,盖尔陨石坑中曾经存在许多孤立的湖泊,这些湖泊持续存在时间大约在100年到1万年左右。美国宇航局“好奇”号火星车项目负责人、加州理工学院科学家约翰-格罗特辛格教授认为,存在如此长时间的湖泊,足以支持原始生命的生存。科学家们的研究成果发表于《科学》期刊之上。在文章中,研究人员得出结论,“行星宜居性的关键标准之一就是保障微生物起源与进化的水源的持续存在时间长短。我们的结论是,水曾经在盖尔陨石坑底部汇集,包括地面水和地下水。无论从地质学还是生物学来说,这都是一个关键的时期。”

研究团队成员之一、美国宇航局喷气推进实验室火星科学实验室计划科学家阿什文-瓦萨瓦达介绍说,“火星车的探测数据表明,在大约38亿年前到33亿年前,一系列长期存在的水流和湖泊曾经出现于某些区域,它们携带的沉积物逐渐积累,形成了夏普山的底层。科学家们的发现为此前关于火星上存在远古湖泊的说法提供了有力的证据。上个月,美国宇航局科学家证实火星上曾经存在水流。”美国宇航局总部火星探测计划首席科学家迈克尔-迈耶表示,“很明显,数十亿年前的火星很像现在的地球。我们的挑战是,如何去描画出火星曾经可能的温和形象,以及如此潮湿的火星究竟发生了什么。”

在“好奇”号火星车于2012年登陆火星之前,科学家曾经提出盖尔陨石坑中充满了沉积层的说法。一些科学家认为,这种沉积层是干燥的,是沙尘经风吹积累而成。另外还有一些科学家则认为,这种沉积层可能是由远古湖泊沉积而成。“好奇”号火星车最新探测数据暗示,潮湿火星的假说可能是正确的,这些沉积层形成了夏普山的底部。最新分析成果表明,夏普山的最底层的填充物最有可能是远古湖泊和河流在不到5亿年时间内带来的。

瓦萨瓦达解释说,“在火星车横穿盖尔陨石坑的过程中,我们特别关注地质学痕迹,我们看到了远古快速流动的水流携带粗砂砾的证据,以及一些水流明显汇集于一些死水水体中。曾经有预言认为,我们应该开始关注夏普山附近的有细密纹理的、水流沉积形成的岩层。现在我们已经抵达夏普山,我们看到了大量细密的薄层泥岩,看起来很像湖泊沉积物。”这些泥岩表明,以湖泊形式的死水水体的存在,而且可能持续存在很长时间,或许还会在数百年到数百万年之间反复扩张和收缩。

格罗特辛格表示,“反常的是,如今的山峰所在地,竟然曾经是一个盆地,而且是一个有时蓄水的盆地。我们已经能够看到大约75米厚的沉积层。根据美国宇航局火星勘测轨道器的绘图数据以及‘好奇’号火星车的图像,很明显水流携带形成的沉积层高出陨石坑底部150米到200米。”此外,盖尔陨石坑沉积物的总厚度也暗示了与水体深度的关系,也许那里的水深曾经达800米。从陨石坑底部起到800米高度以上,夏普山已没有了含水岩层的证据。格罗特辛格认为,陨石坑较新的沉积层可能是由风力携带的干燥沉积物组成。

既然发现了可能是由水流携带的沉积物,那么这些水流源自何处?这是一个长期困扰科学家的一个难题。既然火星上曾经存在水流,那么火星应该曾经拥有一个厚厚的大气层和温暖的气候环境,理论上应该比盖尔陨石坑曾经经历密集地质活动的那段远古时期的大气层要更厚,气候要更温暖。

然而,目前的地质气候模型理论上得出的结果都是“干燥”,至少一些水可能源自盖尔陨石坑边缘高地的降雪和降雨。一些人辩称,陨石坑北部平原上可能曾经有一个海洋。但是,这一说法仍无法解释这些水是如何以液态形式存在于火星表面如此长时间。格罗特辛格谨慎地推测,“我们也许把火星看得太简单了。我们曾经也是如此简单地看待地球。但是,你看得越多,问题也就越多,因为你已开始思考我们所看到的火星的真正复杂性。现在是再评价我们所有假设的理想时刻。也许我们疏漏了某些方面。”

美国宇航局“好奇”号火星车正在154公里宽的盖尔陨石坑中探索。科学家们的最新发现结合了“好奇”号火星车自2012年登陆火星以来的最新探测数据。科学家发现了含水沉积层形成的沉积岩,这些沉积岩形成了高约5千米的夏普山。研究人员认为,这就意味着在大约35亿年前,夏普山根本不存在,那时陨石坑中充满了水。“好奇”号火星车最新数据显示,火星曾经是一个完全潮湿、温暖的行星,表面存在长期存在的巨大湖泊。当时温暖的气候保证了湖泊的存在。

瓦萨瓦达表示,“如果我们关于夏普山的假设成立,它将对火星温暖、潮湿气候只是短暂存在或只存在于地表之下的说法提出了挑战。”关于夏普山在盖尔陨石坑中的位置,也令科学家们感觉困惑。格罗特辛格表示,“我们正在努力揭开夏普山之谜。那里现在是一座山峰,而以前曾经存在着许多湖泊。”“好奇”号火星车正在那里探测夏普山的最底层岩层。随着“好奇”号火星车在夏普山上越爬越高,科学家们将能够得到大气层变化与水流及沉积物之间的联系的证据。“我们也许还可以发现湖泊随着时间的推移发生的化学变化。”

美国宇航局火星科学实验室计划采用“好奇”号火星车去探索在过去数百万年间火星环境发生的显著变化,推测远古时期火星上可能存在的宜居环境。

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“好奇”号火星车近期正在火星表面巨大的盖尔陨石坑中探索,并发回清晰岩层图片,图片中明显存在水流沉积物的痕迹。湖泊湖床:美国宇航局“好奇”号火星车拍摄的火星表面“金伯利”地形。

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火星曾经可能的地貌。这组图再现了火星夏普山周边地区地质特征。图片拍摄于地球之上并进行了艺术想像加工。左图显示的是干燥期情形;中图显示的是潮湿期情形,有水流出现,沉积物被水流携带并沉积成三角洲、湖床等;右图显示潮湿期过后的干燥期情形,水流消失,裸露的湖床显得更高

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火星表面的盖尔陨石坑。盖尔陨石坑直径约154公里,其中心夏普山高约5千米。

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夏普山所在位置曾经的模样。“好奇”号火星车的探测数据显示,夏普山是由一个巨大的湖泊湖床上沉积物逐渐堆积而成。

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美国宇航局“好奇”号火星车前往夏普山途中于“隐蔽的山谷”中所拍摄的照片。

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夏普山与地球上的山峰海拔高度对比图。

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本图显示了夏普山底部露出地面的薄层沉积岩。

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本图显示了水流汇入湖泊时所形成的三角洲区域倾斜的湖床地貌

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