好奇号火星车发现了被抹去的岩石记录，揭示了线索

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NASA 好奇号火星车在 Sol 2082（2018 年 6 月 15 日）拍摄的自画像。火星沙尘暴降低了火星车位于盖尔陨石坑的位置的阳光和能见度。图片来源：喷气推进实验室

好奇号探测器发现了被抹去的岩石记录，揭示了一些线索

2021 年 7 月 8 日

作者：喷气推进实验室

一篇新论文丰富了科学家们对岩石记录在哪里保存或破坏火星过去的证据和古代生命的可能迹象的理解。

今天，火星是一个极端的星球——它非常寒冷，辐射高，而且极度干燥。但数十亿年前，火星是可以维持微生物生命的湖泊系统的家园。随着火星气候的变化，火星盖尔陨石坑中的湖泊慢慢干涸。科学家们有新的证据表明，超高盐分的水从干涸的湖底土壤颗粒之间的裂缝中渗入深处，改变了下面富含粘土矿物的地层。

该研究结果发表在 7 月 9 日的《科学》杂志上，由负责化学和矿物学（化学） 仪器的团队领导，该仪器位于 NASA 的火星科学实验室好奇号火星车上，有助于加深对岩石记录保存或保存位置的，破坏火星过去的证据和古代生命的可能迹象的理解。

“我们曾经认为，一旦这些粘土矿物层在盖尔陨石坑的湖底形成，它们就会保持原状，从而将它们形成的那一刻保留了数十亿年，”化学 首席研究员兼负责人汤姆布里斯托说。美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心的论文作者。“但后来的盐水在某些地方分解了这些粘土矿物——从根本上重置了岩石记录。

这块均匀分层的岩石由美国宇航局好奇号火星探测器上的桅杆相机 (Mastcam) 拍摄，显示出一种典型的湖底沉积沉积物模式，距离流动的水进入湖泊的地方不远。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

与地球相比，火星是拥有令人难以置信的古老岩石和矿物的宝库。有了盖尔陨石坑未受干扰的岩石层，科学家们知道这将是寻找行星历史甚至可能存在生命证据的绝佳地点。

科学家们使用化学和矿物学（化学） 仪器 比较了从距数十亿年前沉积在盖尔火山口湖底的泥岩层约四分之一英里的两个区域采集的样本。令人惊讶的是，在一个地区，他们预期找到的粘土矿物大约有一半丢失了。相反，他们发现了富含氧化铁的泥岩——这些矿物质使火星呈现出特有的锈红色。

科学家们知道，在所研究的两个地区，采样的泥岩年龄大致相同，而且开始时都相同——装载有粘土。那么为什么当好奇号探索盖尔陨石坑沿线的沉积粘土矿床时，粘土矿物的斑块——以及它们保存的证据——“消失了”呢？

这块火星岩板中的裂缝网络被称为“老浸水器”，可能是 30 亿多年前泥层干燥形成的。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

粘土掌握线索

矿物质就像一个时间胶囊；它们记录了它们形成时的环境情况。粘土矿物的结构中含有水，这证明含有它们的土壤和岩石在某些时候与水接触。

“由于我们在火星上发现的矿物质也在地球上的某些地方形成，我们可以利用我们对它们在地球上如何形成的了解来告诉我们古代火星上的水有多咸或多酸，”化学组 副总裁 利兹·兰佩 说。他是美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心的首席研究员和论文合著者。

之前的研究表明，虽然盖尔陨石坑的湖泊存在，甚至在它们干涸之后，地下水仍会移动到地表以下，溶解和运输化学物质。在沉积和掩埋之后，由于与这些水的相互作用改变了矿物学，一些泥岩袋经历了不同的条件和过程。这一过程被称为“成岩作用”，通常会使土壤以前的历史复杂化或抹去，并书写新的历史。

国宇航局好奇号火星探测器上的桅杆相机 (Mastcam) 在 2019 年 2 月 3 日（2309 年 2 月 3 日）探索“含粘土单元”时捕捉到了这幅马赛克画。该景观包括绰号为“Knockfarril Hill”（中右）的岩石地标和沿着场景顶部延伸的 Vera Rubin Ridge 的边缘。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

成岩作用创造了一个可以支持微生物生命的地下环境。事实上，地球上也有一些非常独特的栖息地——微生物在其中茁壮成长——被称为“深层生物圈”。

“这些是寻找古代生命证据和衡量宜居性的绝佳地点，”位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院或加州理工学院的 化学组 联合研究员兼合著者约翰格罗辛格说。“尽管成岩作用可能会抹去原始湖中生命的迹象，但它会产生支持地下生命所需的化学梯度，所以我们很高兴发现这一点。”

通过比较两个样本中矿物质的详细信息，该团队得出结论，通过上覆沉积层过滤下来的咸水是造成这些变化的原因。与泥岩形成时出现的相对淡水湖不同，咸水被怀疑来自存在于整体干燥环境中的后来的湖泊。科学家们认为，这些结果为数十亿年前火星气候变化的影响提供了进一步的证据。它们还提供了更详细的信息，然后用于指导好奇号火星车对这颗红色星球历史的调查。这些信息也将被 NASA 的火星2020探测器漫游车团队在评估和选择最终返回地球的岩石样本时使用。

“我们学到了一些非常重要的东西：火星岩石记录的某些部分不太擅长保存火星过去和可能存在生命的证据，”好奇号项目科学家、NASA Jet 的合著者 阿什温·瓦萨瓦达说。南加州的推进实验室。“幸运的是，我们在盖尔陨石坑中发现两者靠得很近，并且可以使用矿物学来分辨哪个是哪个。”

好奇号正处于研究向“含硫酸盐单元”过渡的初始阶段，或者被认为是在火星气候变干时形成的岩石。

探索

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更多信息：“盐水驱动的火星盖尔陨石坑粘土矿物破坏”科学（2021 年）。期刊信息：科学 

通过提供的 喷气推进实验室 

https://science.sciencemag.org/content/373/6551/198英文论文地址