十几年来,NASA的"好奇号"火星车一直在攀爬一座火星山脉,逐层解读这颗行星的古老历史。
如今,发现网状岩层及其附着的小卵形矿物沉积物,这正在改变科学家们对火星上水存在时间的原有认知。
六个月的异星地貌探索
NASA的"好奇号"火星车 花了大约六个月时间探索火星上一个名为"箱状构造"的地质特征:由低矮岩石脊线组成的广阔网络,高约3至6英尺(1至2米),纵横交错延伸数英里,其间散布着沙质洼地。
从轨道上看,这些构造如同巨幅蜘蛛网蚀刻在地表。从地面观察,它们则显得更加真实可感。
"这些脊线大约有两个停车位那么宽,高出其间沙质洼地3到6英尺。所以骑着小轮车穿越这里会是非常有趣的体验,"蒂娜·西格 告诉News 2的姊妹台 NewsNation。
然而它们背后的科学意义远不止于外观。
这些脊线表明,火星上的地下水存在时间比科学家此前认为的时间更晚近,由此引发了一系列问题:水在这颗行星上持续存在了多久?在数十亿年前火星变成如今看到的干燥沙漠之前,微生物生命可能存活了多长时间?
"蜘蛛网"是如何形成的
在"好奇号"抵达箱状构造区域之前,科学家们仅有该构造的轨道图像。其确切结构和成分尚不确定。
探测车已经成功着陆后,详细的图像和样本揭示了更清晰的画面。
科学家认为,这种网状结构是经过漫长岁月、多个步骤形成的。地下水穿过基岩中的裂缝,并沉积在裂缝里。
这些矿物质沉积物加固了某些区域的岩石。随着时间的推移,风蚀作用剥去了较弱的周围岩石,留下的硬化区域就变成了凸起的脊状构造。
留下的是由矿物胶结而成的坚固墙壁构成的景观——记录着火星曾经更湿润的样子,液态水曾在地下通道中流动,并在岩石中留下了化学痕迹。
解读夏普山上的气候历史
这些构造位于夏普山上,这是一座约3英里(5公里)高的巍峨山体,好奇号一直在缓缓向上爬。
山脉的每一层都代表了火星气候史上的不同时期,就像一本地质教科书,好奇号一边爬一边读它。
随着好奇号向更高处移动,它周围的环境显示水在慢慢消失,偶尔河流和湖泊还会重现。在这么高的山上发现这种网状结构意义格外重大。
“在山上这么高的位置看到蜂窝状结构,表明地下水位非常高,”休斯顿莱斯大学的西格说,他是负责这次蜂窝状结构研究的任务科学家之一。“这意味着维持生命所需要的水可能比我们从轨道上看到的持续得更久。”
如果地下水延伸到更高的山上,并且停留的时间比之前以为的更久,那么火星上可能存在支持生命条件的时间窗口就变长了。
意想不到的地方出现蛋状结核
好奇号的地面调查还发现了一些科学家没想到的东西。
在山脊和洼地之间,火星车发现了小型矿物结核——疙疙瘩瘩、豌豆大小的结构,这通常是古代地下水活动的迹象。
发现这样的结核本身并不让人意外。让科学家们注意的是它们出现的位置。
这些结核并没有聚集在地下水曾经流过的裂隙附近,而是出现在山脊的侧壁和山脊之间的洼地中。
科学家们还没完全搞明白原因。一种可能的解释:可能是矿物质先胶结了山脊,之后的地下水活动可能在另一个阶段在它们周围形成了结核。这个谜题还有待解开。
在危险地形中穿行
开车穿过箱形岩可真不容易。这些山脊的宽度仅略大于火星车本身,而好奇号重达899公斤。
NASA喷气推进实验室(在加州南部)负责造‘好奇号’并带这次任务,那里的驾驶员得小心地带着它翻过山脊,再下到沙坑里。
车轮在沙子里容易打滑,在窄地方拐弯特别费劲。
‘这差不多就像一条能开的高速公路。但接着咱们得下到洼地里,在那儿得留神好奇号的车轮打滑或者在沙子里拐不了弯,’NASA喷气推进实验室的运行系统工程师阿什利·斯特鲁普说道。‘总会有办法,就是得多试试不同的路线。’
每天,地球上的一帮工程师和科学家要给几百万英里外的机器人规划每一步小心翼翼的动作,解决他们在任务设计时无法预料的问题。
新照片让画面更清楚了
NASA在2025
探测器预计3月会离开这片箱形网格区域,继续攀登夏普山。
对于数十年来一直关注火星探索的人们——从早期航天器传回的第一批模糊图像,再到好奇号的高清全景图——这一箱形网格结构的发现直接引出了一个令几代人着迷的问题:火星上曾经存在过生命吗?
西格直截了当地说。
“我们都需要水。各种微生物都需要水。因此,我们在火星上的研究一直是在寻找水的迹象,以及寻找中性pH值、适宜温度这些微生物可能生存的环境迹象,”西格说。
“所以,既然我们看到了后期地下水的证据,如果当时真有微生物生活在表层底下,那我们就可以继续找化石证据了,”她补充道。
如果水存在的时间比科学家以为的还要久,那么微生物能活的环境也可能维持更长时间。
在夏普山古老岩层里,找到这些生命化石的可能性仍然很大。
好奇号还在跑着呢。
本文是用AI辅助写的,专家团队审核编辑过。
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