好奇號(hào)揭火星夏普山成因：沉積物堆積侵蝕

據(jù)美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）官方網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)宇航局的好奇號(hào)火星車所做的考察顯示火星蓋爾隕坑內(nèi)的夏普山（Mount Sharp）是由一個(gè)大型湖泊環(huán)境中層層沉積層疊加而成，中間可能經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)數(shù)千萬(wàn)年的時(shí)間。

好奇號(hào)火星車在蓋爾隕坑取得的這項(xiàng)考察結(jié)果顯示，早期火星氣候可以在其地表多處地點(diǎn)維持大型湖泊的長(zhǎng)期存在。

美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的好奇號(hào)執(zhí)行項(xiàng)目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(dá)（Ashwin Vasavada）表示：“如果我們關(guān)于夏普山成因的理論得到證實(shí)，那么它將挑戰(zhàn)此前人們所持有的，即認(rèn)為火星早期那種溫暖潮濕氣候僅是短暫，局地或存在于地下環(huán)境的觀點(diǎn)。”他說(shuō)：“對(duì)此一項(xiàng)更加極端的解釋是認(rèn)為當(dāng)時(shí)火星所擁有的更加濃密的大氣層可能曾經(jīng)讓其地表環(huán)境溫度在全球范圍內(nèi)均達(dá)到了冰點(diǎn)以上，但目前我們還不清楚其大氣層具體是如何做到這一點(diǎn)的。”

那么為何研究人員會(huì)對(duì)這座位于一個(gè)隕坑內(nèi)遍布沉積巖的山如此感興趣？夏普山高大約3英里（5000米），其山麓地區(qū)出露有數(shù)百層的沉積巖露頭。這些巖層顯示不同的環(huán)境相相互交錯(cuò)疊加——湖泊相，河流相以及風(fēng)成沉積相，它們都見(jiàn)證了一個(gè)遠(yuǎn)比此前所知任何案例中都更大，持續(xù)存在時(shí)間更長(zhǎng)的湖泊水位的反復(fù)漲落和蒸發(fā)輪回。

加州理工學(xué)院的好奇號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家約翰·格洛岑科（John Grotzinger）表示：“我們正在解決夏普山成因的問(wèn)題上取得進(jìn)展。在今天是一座高山的位置上，當(dāng)時(shí)曾經(jīng)是一系列的湖泊。”

目前，好奇號(hào)正在對(duì)夏普山最底部的一些沉積巖層進(jìn)行考察，這一區(qū)域巖層高度大約500英尺（約合150米），被研究組命名為“莫里巖層”（Murray formation）。當(dāng)年的河流將泥沙帶入這里的湖泊，并在河流注入湖泊的位置上發(fā)生沉積并形成三角洲，這與地球上河流注入湖泊或海洋的位置上的三角洲是一樣的情況。這一過(guò)程被不斷重復(fù)。

格洛岑科表示：“這里的湖泊反復(fù)干涸然后再出現(xiàn)，這一情況的好處是每一次湖泊的再次出現(xiàn)都是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，它在告訴你當(dāng)時(shí)的環(huán)境變化狀況。”他說(shuō)：“隨著好奇號(hào)逐漸向上攀登夏普山，我們將看到一系列的這種實(shí)驗(yàn)，并逐漸從中找出一種模式，來(lái)觀察當(dāng)時(shí)的火星大氣，水和這些沉積物之間是如何發(fā)生相互作用的。我們或許將能看到在長(zhǎng)期尺度上這里湖泊水的化學(xué)成分發(fā)生了何種變化。這便是基于這幾年的考察數(shù)據(jù)，我們得到的一項(xiàng)理論假設(shè)，在未來(lái)幾年里它將構(gòu)成我們開(kāi)展理論驗(yàn)證工作的基本框架。”

當(dāng)這個(gè)隕坑被至少數(shù)百米厚的沉積物充填，并且這些沉積物逐漸固化成巖之后，隨著時(shí)間的推移，風(fēng)的侵蝕作用導(dǎo)致這些沉積巖最終成為高出周遭的高山，隕坑邊緣到山麓地帶的沉積巖物質(zhì)都已經(jīng)在長(zhǎng)期的風(fēng)蝕作用中消失了。

在從其2012年著陸區(qū)朝著今天考察的工作區(qū)域行駛的一路上，好奇號(hào)一共走過(guò)了超過(guò)8公里的路程。在此過(guò)程中它發(fā)現(xiàn)了蓋爾隕坑在湖泊時(shí)代以來(lái)底部形狀發(fā)生的改變。

來(lái)自倫敦帝國(guó)學(xué)院的好奇號(hào)項(xiàng)目組科學(xué)家桑杰夫·古譜塔（Sanjeev Gupta）表示：“我們發(fā)現(xiàn)這里的沉積巖層顯示的情況是：一個(gè)規(guī)模較小而古老的河流三角洲疊加在另一個(gè)更加古老的河流三角洲之上，就這樣層層疊加。”他說(shuō)：“好奇號(hào)穿過(guò)了一個(gè)邊界，從重要受河流控制的區(qū)域進(jìn)入到了主要受湖泊環(huán)境控制的區(qū)域。”

盡管此前多次火星探測(cè)項(xiàng)目均已經(jīng)證明了火星過(guò)去曾經(jīng)擁有潮濕環(huán)境，但要想構(gòu)建古代火星氣候模型，現(xiàn)在還必須要考慮可以產(chǎn)生足夠高的溫度，從而足以讓穩(wěn)定水體能夠在火星地表長(zhǎng)期存在的環(huán)境條件。

好奇號(hào)火星車前往火星，其主要任務(wù)是評(píng)估火星在古代可能曾經(jīng)具有的宜居環(huán)境，并考察在過(guò)去數(shù)百萬(wàn)年期間火星環(huán)境所經(jīng)歷的重大改變。它構(gòu)成了美國(guó)宇航局整體火星考察戰(zhàn)略的一部分，從而為2030年代最終由人類宇航員登陸火星做好準(zhǔn)備。

美國(guó)宇航局華盛頓總部的火星探測(cè)項(xiàng)目首席科學(xué)家麥克·邁耶（Michael Meyer）表示：“通過(guò)破解夏普山的成因，我們了解到很多有關(guān)火星環(huán)境演化方面的信息，這些信息將有助于我們規(guī)劃未來(lái)旨在搜尋火星生命的探測(cè)任務(wù)。”