「好奇號」火星車最新發現!火星古代可能存在周期性氣候變化

2020-12-02 前瞻網

2016年9月，美國宇航局「好奇號」火星漫遊車的自拍展示出了它在夏普山底地莫瑞孤峰群(Murray Buttes)地區的樣子。(圖片：NASA/JPL-Caltech/MSSS)

美國國家航空航天局(NASA)的「好奇號」火星探測器可能剛剛捕捉到了火星很久以前的大乾旱景象。

一項新的研究報告稱，「好奇號」在蓋爾環形山的巖石中發現了含量相對較高的硫酸鹽。研究人員說，在過去的遠古時期，蓋爾環形山曾經有著一個湖泊河流系統，這些新發現的鹽很可能是在湖泊河流的低水位時期通過蒸發濃縮留下來的。

這一時期可能是一個正常周期性波動的一部分，這種規律的氣候變化或許有可能是由火星的軸向傾斜或軌道參數的反覆變化而造成的。但科學家們在10月7日發表在《自然地球科學》(Nature Geoscience)雜誌網絡版上的新研究報告中寫道：「基於軌道觀測得出的結論，另一種可能性認為，蓋爾湖的乾旱痕跡可能是火星長期全球乾旱留下來的跡象。」

一顆行星的轉變

火星曾經是一個相對溫暖和溼潤的世界，那裡有著河流和湖泊，大多數研究人員還認為，火星還有著一個覆蓋大部分北半球的海洋。

但在大約42億年前，火星開始發生變化。火星失去了它的全球磁場，要知道，正是這個全球磁場一直保護著火星免受太陽風的影響。

結果，在大約37億年前，火星的大部分空氣都流失到了太空中，導致火星變得更冷更乾燥。今天，火星大氣的密度只有地球大氣的1%。(幸虧地球的磁場還在。)

好奇號火星車正在幫助科學家們更好地了解火星的歷史，包括它的這次戲劇性的轉變。

2012年8月，這輛轎車大小的火星車在直徑96英裡(154公裡)的蓋爾隕石坑內著陸，主要任務是評估該地區在過去的可居住性。很快，「好奇號」就在該地區發現了許多很久以前存在液態水的證據。而事實上，該任務小組也已經確定，蓋爾隕石坑的底部是一個古老的湖床，在遠古時期，該地區可能在很長的一段時間內都能夠支持類地生命的存在——這段時間可能長達數億年。

2014年9月，「好奇號」到達了蓋爾隕石坑底部中心的夏普山，這座奇怪的山高3.4英裡(5.5公裡)。自那以後，好奇號就一直在攀登這座山的山麓小丘，一邊爬一邊檢查越來越年輕的沉積物。這才引出了這項新研究。

隕石坑鹹水湖

研究人員分析了「好奇號」在探索Murray Buttes上部地區組成時所做的測量數據(該地區是夏普火山基底附近的一堆裸露沉積巖，科學家們認為它有33億至37億年的歷史)。

他們發現這些巖石的硫酸鹽含量非常高，比好奇號之前在隕石坑底部探測到的含量要高得多。(任務小組成員說，那些年代較早的巖石表明，當時它們所處的環境有很多新鮮的水，甚至可能可以飲用。)

新的研究報告稱，約500英尺(150米)的Murray Buttes地層中富含大量硫酸鈣，而高濃度硫酸鎂只在巖層中零散地佔了很小的部分。

這些鹽可能是在蓋爾隕石坑盆地邊緣的淺水區域沉積下來的。研究人員說，這些沉積物可能可以追溯到中心湖邊緣的多個淺水區域。

研究人員補充說，儘管如此，這些鹹水池塘仍然很可能適合生物居住。他們指出，地球上的高含鹽度的湖泊一樣充滿了生命。的確，從天體生物學的角度來看，探測到鹽這件事情的性質確實是非常有趣。

該研究的主要作者、帕薩迪納市加州理工學院的行星科學家威廉·拉潘(William Rapin)說：「硫是生命的基本元素，而我們發現了火星的水中存在有硫酸鹽。」

解決這個謎題

Rapin說，蓋爾環形山湖泊系統有可能在這些含鹽沉積物形成的時候就已經永久乾涸了。

他說：「也許當時適宜居住的環境已經開始變少，又也許火星的大部分地區已經太過乾旱。」

不過，火星也可能只是暫時處於乾旱期，當火星的旋轉軸或軌道偏心度改變時，火星可能會再次變得溼潤起來。

「好奇號」的工作可能很快就有助於解開這個謎團。火星軌道飛行器在夏普山上發現了硫酸鹽。拉賓說，「好奇號」正在向這些沉積物進發，如果一切按計劃進行的話，好奇號應該會在未來一兩年裡開始遇到這些沉積物。(火星軌道探測器沒有發現這次新發現的沉積鹽。)

他補充說，火星車在山頂以及在沿途發現的東西，應該有助於研究人員拼湊出蓋爾環形山湖泊系統的演化過程。

「在未來幾年裡，我們將會更加了解關於火星的歷史，以及這些硫酸鹽沉積物，這很有可能是一個重大的裡程碑，」Rapin說。

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