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NASA的火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（MSL）好奇號(hào)火星車，已經(jīng)在幾處地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)古時(shí)期有流水裹挾的沉積物證據(jù)，包括照片上的這處名為“Hottah”的巖石露頭。這種沉積礫巖中圓形的卵石表明，這些石塊曾經(jīng)在流經(jīng)蓋爾環(huán)形山的水流中長時(shí)間磨蝕。這張照片是由好奇號(hào)上的桅桿相機(jī)在任務(wù)的第39個(gè)火星日，也就是2012年9月15日拍攝的。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems

一項(xiàng)新的研究報(bào)道稱，好奇號(hào)火星車在火星蓋爾環(huán)形山的沉積物中發(fā)現(xiàn)了礫巖，這種由卵石和砂?；旌闲纬傻膸r石，為遠(yuǎn)古的火星上曾經(jīng)有河流在流淌，提供了迄今為止最為確定的證據(jù)。

盡管現(xiàn)在火星上的環(huán)境既寒冷又干燥，無法維持液態(tài)水在火星表面長時(shí)間存在，但多種地貌的存在，包括三角洲和巨大的溝渠，都暗示這里曾經(jīng)有水流淌。然而，要證實(shí)這些地形確實(shí)由流水塑造，科學(xué)家必須進(jìn)行足夠細(xì)致的觀察，而這一直以來都是不可能的——因?yàn)榭臻g探測器對(duì)火星的觀測沒有足夠高的分辨率，無法從細(xì)節(jié)上對(duì)沉積層加以評(píng)估。

現(xiàn)在，美國亞利桑那州行星科學(xué)研究所的麗貝卡·威廉斯（Rebecca Williams）及其同事，對(duì)火星上由河流沖刷沉積而形成的卵石，進(jìn)行了細(xì)致入微的觀察。他們的觀察是通過好奇號(hào)火星車上的桅桿相機(jī)和ChemCam遠(yuǎn)程顯微成像儀完成的——前者能夠拍攝火星地表的彩色照片及視頻，后者則會(huì)發(fā)射一束激光分析火星巖石及土壤的成分。

“這是我們第一次觀察到火星上的水流沉積物，”威廉斯對(duì)果殼網(wǎng)說，“嵌在這些礫巖中的卵石，小的如同砂粒，大的則像高爾夫球一般——它們的大小、形狀和分布，透露出了它們曾經(jīng)被水流攜帶的跡象。這些卵石光滑圓潤的形狀，是在水流中反復(fù)碰撞而形成的。此外，許多卵石還彼此接觸，清楚地表明這些卵石曾經(jīng)沿著一條溪流的河床翻滾過?！边@些與地球上河流沉積物中的卵石驚人相似的特征表明，火星上的河流可能跟地球上的河流非常相似。

“了解了這些巖石的大小，我們就能更準(zhǔn)確地估算水流的深度和速度，這些數(shù)據(jù)在過去的研究中是只能靠猜的，”威廉斯向果殼網(wǎng)解釋說，“這條河的流速與我們步行的速度相當(dāng)，至少可以淹到你的脖踝或者屁股?！痹?013年5月31日發(fā)表在《自然》雜志上的文章，威廉斯及其同事提供了更為具體的數(shù)據(jù)：蓋爾環(huán)形山附近的這條火星河流至少有0.03 ~0.9米深，河水的流速則介于每秒0.2~0.75米之間。

“但是，我們還沒有任何直接證據(jù)能夠說明，這條河流到底有多長。對(duì)這些巖石最簡單的解釋是，它們是一片沖擊扇的最末端，”威廉斯解釋說，“沖擊扇是河流沖出一座大山時(shí)形成的巖石和砂粒的錐形堆積物。這表明，這條河流只是偶爾流淌，每次流淌幾個(gè)星期到幾個(gè)月，一點(diǎn)一點(diǎn)堆積起了這片沖擊扇。畢竟，這片沖擊扇要形成現(xiàn)在這樣的規(guī)模，需要花上好幾千年甚至更長久的時(shí)間?！?/p>

火星與地球上相似礫巖的對(duì)比圖。圖A為好奇號(hào)火星車100mm焦距的桅桿相機(jī)在登陸火星的第27個(gè)火星日拍攝的；圖B則是地球上沖擊扇最末端形成的堆積物，攝于智利的阿塔卡馬沙漠。兩張圖中礫巖里的卵石不論大小、形狀還是分布，都非常相似，暗示火星上的遠(yuǎn)古河流與地球上的河流非常相似。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/R.M.E.Williams

當(dāng)然，這條火星河流永久停止流淌也已經(jīng)有很久了。威廉斯說，“科學(xué)團(tuán)隊(duì)分析了當(dāng)?shù)氐牡孛?，根?jù)這里撞擊坑的數(shù)量及對(duì)應(yīng)關(guān)系，這些巖石其實(shí)是相當(dāng)古老的。我們無法肯定地說出這些巖石到底有多古老，但看上去，它們至少有幾十億年的歷史了?！?/p>

為什么直到好奇號(hào)火星車登陸火星，我們才找到了如此確鑿的火星河流沉積物，而已經(jīng)在火星上探索超過9年的機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)卻沒有發(fā)現(xiàn)呢？這是不是意味著，即使在幾十億年以前，如此規(guī)模的河流在火星上也比較罕見呢？對(duì)于果殼網(wǎng)提出的這個(gè)問題，威廉斯的回答是否定的——“我們在衛(wèi)星圖片上已經(jīng)看到，干涸的遠(yuǎn)古河床構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)遍布整個(gè)火星，因此科學(xué)家相信在遠(yuǎn)古時(shí)期，火星上的河流曾經(jīng)隨處可見。”

“然而，對(duì)于著陸探測器和漫游車而言，我們只能受限于尋找暴露在地表之外的巖石。覆在上面的塵埃會(huì)把巖石蓋住，讓火星車很難看到水流沉積物。”威廉斯繼續(xù)說道，“以勇氣號(hào)為例，科學(xué)家選定的著陸地點(diǎn)就是一處可能的湖泊三角洲，但那里的地面上找到的證據(jù)并不突出。而在蓋爾環(huán)形山，好奇號(hào)火星車看到了非常完美的巖石露頭，我們可以清楚地看見這些巖層中石塊的大小和形狀?！?/p>

總之，他們的這項(xiàng)研究證實(shí)了過去許多研究提出的一個(gè)假設(shè)：火星在很久很久以前，要比現(xiàn)在更溫暖，也更濕潤。至少，威廉斯總結(jié)說，“現(xiàn)在我們已經(jīng)證實(shí)，火星上曾經(jīng)有過一條河流，裹挾著卵石移動(dòng)了相當(dāng)長的一段距離（可能有好幾千米），而且我們對(duì)這條河流的特征有了更好的理解?！?/p>

 

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消息來源：EurekAlert!