“毅力”号火星车更能揭示杰泽罗陨石坑潮湿的过去

©NASA

耶泽洛

美国宇航局在这颗红色星球上最新的六轮车拍摄的照片表明,该地区历史上曾经历过重大的洪水事件。

美国国家航空航天局(NASA)“毅力”号火星探测器科学团队的一篇新论文详细描述了耶泽罗陨石坑(Jezero)现已干涸的湖泊的水文循环,这比最初认为的更加复杂和有趣。这些发现是基于漫游者提供的详细图像,这些长而陡峭的斜坡被称为陡坡,或三角洲中的陡坡,这些陡坡是由一条古老河流的河口沉积物堆积而成的,很久以前,这条河流为火山口的湖泊提供了水源。

这些图像显示,数十亿年前,当火星的大气层足够厚,水可以流过它的表面时,Jezero的扇形河三角洲经历了后期的洪水事件,把陨石坑外高地的岩石和碎片带到了那里。

由火星车左右两侧的Mastcam-Z摄像头及其远程显微成像仪(RMI)(超级摄像头仪器的一部分)拍摄的照片还可以让我们深入了解火星车在何处可以最好地搜寻岩石和沉积物样本,包括那些可能含有有机化合物的样本以及曾经存在生命的其他证据。

探测车团队长期以来一直计划访问该三角洲,因为那里可能隐藏着古代微生物生命的迹象。该任务的主要目标之一是收集样本,这些样本可能会被多任务火星样本返回计划带到地球上,使科学家能够使用强大的实验室设备分析这些材料,这些设备太大了,无法带到火星上。

《科学》杂志今天在线发布了一篇关于“毅力”号悬崖图像的论文,这是第一篇利用2月18日火星车着陆后获得的数据发布的研究。

毅力的“科迪亚克”时刻

在拍摄照片的时候,这些陡坡在探测车的西北方向,大约1.2英里(2.2公里)远。在探测车的西南方向,大约同样的距离,还有一块突出的岩石露出地面,研究小组称之为“科迪亚克”。在古时候,科迪亚克位于三角洲的南部边缘,那里在当时应该是一个完整的地质结构。

在“毅力”号到达之前,科迪亚克号只在轨道上成像。从表面上看,火星车的Mastcam-Z和RMI图像首次揭示了科迪亚克东面的地层——岩层的顺序和位置,它提供了地质沉积的相对时间信息。那里的倾斜和水平分层是地质学家在地球上的河流三角洲所期望看到的。

来自法国南特实验室Planétologie et Géodynamique的科学家尼古拉斯·曼戈尔德(Nicolas Mangold)是这篇论文的主要作者,他说:“以前在火星上从未见过如此保存完好的地层。”“这是一项关键的观察,使我们能够彻底确认耶泽罗湖和河流三角洲的存在。在我们到达三角洲的几个月前,更好地了解水文情况,将会给我们带来巨大的回报。”

虽然科迪亚克的研究结果意义重大,但对于罗孚科学团队来说,最令人惊讶的是东北方悬崖的图片所讲述的故事。

移动的巨石

这些悬崖的图像显示,其下半部的层次结构与科迪亚克相似。但在每一道陡峭的墙的上方和顶部,马斯特卡姆-Z和RMI都捕捉到了石头和巨石。

曼戈尔德说:“我们在陡坡上看到了明显的岩层,其中包含直径达5英尺(1.5米)的巨石,我们知道它们不应该出现在那里。”

这些水层意味着,为三角洲提供水源的缓慢而蜿蜒的水道一定是被后来快速流动的山洪改变了。曼戈尔德和科考队估计,运送这些巨石所需的水流——有些长达数十英里——必须以每小时4到20英里(6到30公里)的速度流动。

“这些结果也对取样岩石的选择策略产生了影响,”来自伦敦帝国理工学院(Imperial College, London)的Perseverance科学家桑吉夫·古普塔(Sanjeev Gupta)说,他是这篇论文的合著者。“三角洲底部粒度最细的物质可能是我们找到有机物和生物特征证据的最佳选择。顶部的巨石使我们能够对地壳岩石的旧碎片进行取样。这两个目标都是在火星样本返回之前对岩石进行取样和贮藏。”

一个深度不断变化的湖

在杰泽罗陨石坑的早期历史中,它的水位被认为已经高到足以覆盖陨石坑的东缘,那里的轨道图像显示了一条流出河道的遗迹。这篇新论文补充了这一观点,描述了杰泽罗湖的大小随着时间的推移而大幅波动,在水体最终完全消失之前,其水位上升和下降了几十码。

虽然目前还不清楚这些水位波动是否是由洪水或更为缓慢的环境变化造成的,但科学团队已经确定,它们发生在杰泽罗三角洲历史的晚些时候,当时湖面至少比湖面最高水位低330英尺(100米)。该团队期待着在未来获得更多的见解:三角洲将是明年罗孚团队即将举行的第二次科学活动的起点。

“更好地了解杰泽罗三角洲是了解该地区水文变化的关键,”古普塔说,“它可能为了解整个地球干涸的原因提供有价值的见解。”

更多关于毅力

“毅力”号火星任务的一个关键目标是天体生物学,包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描绘火星的地质和过去的气候特征,为人类探索这颗红色星球铺平道路,并成为收集和储存火星岩石和风化层的首个任务。

随后,美国宇航局将与欧洲航天局(ESA)合作,向火星发射航天器,从火星表面收集这些密封的样本,并将它们送回地球进行深入分析。

火星2020毅力号任务是美国宇航局月球到火星探索方法的一部分,该方法包括阿尔忒弥斯月球任务,这将有助于为人类探索这颗红色星球做好准备。

喷气推进实验室是由加州帕萨迪纳的加州理工学院管理的,负责建造和管理“毅力”号漫游者的操作。

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