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漫游者的图像证实耶泽罗陨石坑是一个古老的火星湖泊

新闻稿:麻省理工学院
发布时间:2021年10月7日,周四

对美国宇航局“毅力”号探测器拍摄的图像进行的首次科学分析现已证实,火星上的耶泽罗陨石坑(如今是一个干燥、被风侵蚀的洼地)曾经是一个平静的湖泊,大约37亿年前一条小河源源不断地为其提供水源。

这些图像还显示了陨石坑遭受过山洪暴发的证据。这次洪水的威力足以将数十英里上游的巨石卷起来,并将它们沉积在湖床上,也就是今天这些巨石所在的地方。

这项新的分析发表在今天的杂志上科学,是根据陨石坑西侧裸露岩石的图像得出的。之前的卫星显示,从上面看,这片露头很像地球上的河流三角洲,当河流流入湖泊时,沉积层以扇形沉积。

“毅力”号从火山口内部拍摄的新图像,证实了这片露头确实是一个河流三角洲。从露头处的沉积层来看,这条河流三角洲似乎流入了一个湖泊,这个湖泊在其存在的大部分时间里都是平静的,直到气候的急剧变化在湖泊历史的末期或接近尾声时引发了周期性的洪水。

“如果你看这些图片,你基本上是在盯着这片史诗般的沙漠景观。这是你可能去过的最荒凉的地方,”麻省理工学院地球、大气和行星科学系的行星科学教授、分析小组成员本杰明·韦斯(Benjamin Weiss)说。“到处都没有一滴水,然而,在这里我们有非常不同的过去的证据。在地球的历史上发生了一些非常深刻的事情。”

随着探测器探索陨石坑,科学家们希望能发现更多有关其气候演变的线索。现在他们已经证实陨石坑曾经是一个湖泊环境,他们相信它的沉积物中可能有古代水生命的痕迹。在未来的任务中,Perseverance将寻找收集和保存沉积物的地点。这些样本最终将被送回地球,科学家们可以在那里探测它们的火星生物特征。

“我们现在有机会寻找化石,”团队成员、麻省理工学院地球生物学副教授坦雅·博萨克说。“我们希望采集岩石样本以寻找生命迹象,这需要一些时间。所以,这是一场马拉松,有很大的潜力。”

倾斜的床

2021年2月18日,“毅力”号月球车在耶泽罗陨石坑底部着陆,距离其西部扇形的露头只有1英里多一点。在最初的三个月里,当NASA的工程师对火星车的许多仪器进行远程检查时,火星车保持静止。

在此期间,“毅力”号的两台相机,Mastcam-Z和超级摄像机远程微成像仪(RMI),拍摄了它们周围的图像,包括露头边缘和科迪亚克丘的远程照片,行星地质学家推测,一个较小的露头可能曾与主要的扇形露头相连,但后来部分受到侵蚀。

一旦探测器将图像向下连接到地球上,美国宇航局的“毅力”科学团队就会对图像进行处理和组合,并能够以令人惊讶的高分辨率观察科迪亚克山丘上不同的沉积物床。研究人员测量了每一层的厚度、坡度和横向范围,发现沉积物一定是由流入湖泊的流水沉积的,而不是由风、片状洪水或其他地质过程沉积的。

漫游者还沿着主要露头捕获了类似的倾斜沉积物床。这些图像,再加上科迪亚克的图像,证实了扇形结构确实是一个古老的三角洲,而这个三角洲又注入了一个古老的火星湖泊。

维斯说:“在没有任何驾驶的情况下,漫游者能够解决一个巨大的未知数,那就是这个陨石坑曾经是一个湖泊。”“在我们真正降落在那里并确认那是一个湖之前,这一直是个问题。”

博尔德流

当研究人员仔细观察主要露头的图像时,他们注意到在三角洲最年轻的最顶层有大块的卵石和鹅卵石。一些巨石直径达1米,据估计重达几吨。研究小组得出结论,这些巨大的岩石一定来自火山口外,很可能是位于火山口边缘或上游40英里以上的基岩的一部分。

从它们目前的位置和尺寸来看,研究小组表示,这些巨石是被一场以每秒9米的流速和每秒3000立方米的水流冲入湖床的。

Weiss说:“你需要充满能量的洪水条件来携带那么大又重的岩石。”“这是一件特殊的事情,可能表明火星上当地水文或区域气候发生了根本变化。”

由于这些巨大的岩石位于三角洲的上层,它们代表了最近沉积的物质。这些巨石位于更古老、更细的沉积层之上。研究人员说,这种分层表明,在它存在的大部分时间里,这个古老的湖泊是由一条缓缓流动的河流填充的。细沉积物——可能还有有机物质——顺流而下,沉降到一个逐渐倾斜的三角洲。

然而,陨石坑后来经历了突然爆发的洪水,在三角洲上沉积了大量的巨石。一旦湖泊干涸,经过数十亿年的风蚀,就留下了我们今天看到的陨石坑。

这种气候转变的原因还不清楚,尽管Weiss说三角洲的巨石可能提供了一些答案。

他说:“从这些图像中得出的最令人惊讶的结果是,我们有机会捕捉到这个陨石坑从类似地球的宜居环境过渡到我们现在看到的这片荒凉的荒地的时间。”“这些卵石床可能是这种转变的记录,我们在火星的其他地方没有看到过。”

这项研究得到了NASA的部分支持。

天体生物学

doi 10.1126 / / science.abl4051

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