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好奇心揭示古火星湖的环境条件

更新时间:2018-05-15

2014年由美国宇航局好奇号火星探测器上的Mastcam拍摄的这块均匀分层的岩石显示出一个典型的湖底沉积物沉积物附近,流入的水进入湖泊。古老火星湖的浅部和深部在湖泊沉积物形成的泥岩中留下了不同的线索。

em利用美国宇航局好奇号探测器的数据,新的研究表明,古代火星上的一个长期持续的湖泊提供了稳定的环境条件,从湖的一部分到另一部分显着不同。 / em

在同一个湖泊中同时存在有利于不同类型微生物的不同条件。

以前的工作已经揭示了火星的烈风山火山口在30亿年前存在一个火星湖。这项研究确定了湖中存在的化学条件,并使用好奇号强大的有效载荷来确定该湖是分层的。分层的水体在深水和浅水之间表现出明显的化学或物理差异。在盖尔的湖中,浅水中的氧化剂比深水中富含更多。

“这些是完全不同的,在同一个湖泊中共存的环境,”纽约州石溪市石溪大学的乔尔霍罗维茨说,这是6月2日出版的“科学”杂志上发表的一篇报告的主要作者。 “这种氧化剂分层是地球上湖泊的共同特征,现在我们已经在火星上发现了它。这个火星湖的环境多样性将为不同类型的微生物提供多种生存机会,包括那些在富氧条件下蓬勃发展的生物,那些在氧化不良条件下蓬勃发展的生物以及居住在这些环境之间界面的生物。 ”

火星是否曾经举办过任何生活仍然是未知的,但在任何星球上寻找生命迹象 - 无论是地球,火星还是更遥远的冰冷世界 - 都是从重建环境开始,以确定它是否有能力支撑生命。

好奇心在2012年登陆Gale Crater时首要目标是确定火星是否曾提供有利于微生物生存的环境条件。在第一年,在“耶洛奈夫湾”的火山口地板上,流浪者发现了古代淡水河流和湖泊环境的证据,其中包含所有主要的化学成分以及生命的可能能源。此后好奇心已经被驱动到火山口内一座分层山峰夏普山的山脚,并且随着漫游者在夏普山上升高,随着时间的推移逐渐变得越来越年轻。

夏普山下几个地点的物理,化学和矿物特征差异首先给流浪者队带来了难题。例如,一些岩石表现出较厚的分层,其中一种称为赤铁矿的铁矿物的比例较大,而其他岩石显示出非常精细的层并且更多地称为磁铁矿的铁矿物。比较这些特性表明非常独特的沉积环境。

该图展示了与火星上一个很久以前的湖泊相关的一些过程和线索,这些湖泊变得分层,与氧化剂相比,浅水含有更多的水分。

研究人员考虑了这些差异是否可能是由于环境条件随时间波动或因地而异。

“我们可以告诉事情正在发生,”Hurowitz说。 “什么导致铁矿物在湖的一部分是一种味道而在湖的另一部分是另一种味道?当我们意识到矿物信息和层理厚度信息完美地映射到彼此时,我们有一个'阿哈!'的时刻,这种方式可以从一个分层的湖泊中得到,并且在浅水和深水之间有化学界限。“

除了揭示火星湖内化学条件的新信息外,Hurowitz和另外22位合着者的报告还记录了古代火星气候的波动。火山口地层岩石沉积时间与现在构成夏普山底部的岩石沉积时间之间发生了一次这样的变化。那些后来的岩石暴露在“Pahrump Hills”和其他地方。

该团队用于检测火星上古老气候条件变化的方法类似于冰芯如何用于研究地球上过去的温度条件。它是基于比较沉积在湖泊宁静水域中富含泥质沉积岩层的化学组成差异。尽管湖泊出现在盖尔,气候条件从较冷和较干燥变暖和变湿。这种气候的短期波动发生在从支持湖泊的古老温暖和潮湿的条件到当今干旱的火星的长期气候演变中。

“这些结果为我们回答有关火星上古老环境条件的问题提供了前所未有的细节,”美国国家航空航天局喷气推进实验室,加利福尼亚州帕萨迪纳的好奇项目科学家Ashwin Vasavada说。 “令我感到震惊的是,这些有关可居住性和气候的迷人结论如何取得了使命必须提供的一切:一套复杂的科学仪器,多年和数英里的探索,一个保留古代环境记录的着陆点,很多团队辛勤工作。“

在2017年中期,好奇号继续到达夏普山较高层和较年轻的层,以研究古老的火星湖环境如何演变成更加干燥的环境,更像现代火星。该任务由美国国家航空航天局科学任务局华盛顿州帕萨迪纳加州理工学院的JPL管理。好奇心和其他火星科学任务都是雄心勃勃的机器人探索的一部分,以理解火星,这有助于引领2030年代人类进入火星的方式。

出版物:J. A. Hurowitz等,“火山口火山口古湖的氧化还原分层”,科学02 Jun 2017:Vol。 356,Issue 6341,eaah6849; DOI:10.1126 / science.aah6849

资料来源:喷气推进实验室的Guy Webster

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