原標題：NASA好奇號火星車發現了火星曾被海洋覆蓋的新證據

火星巖板中的裂縫網絡被稱爲“Old Soaker”，可能是由於30多億年前泥層的乾燥而形成的。該視圖從左到右的跨度約3英尺（約合90釐米），結合了NASA好奇號火星車機械臂上火星手持透鏡成像儀（Mars Hand Lens Imager，MAHLI）拍攝的三幅圖像。

圖片版權：NASA / JPL-Caltech / MSSS

如果時間能倒流，宇宙回到35億年前，火星又會是什麼樣的呢？隨着美國航空航天局（NASA）好奇號（Curiosity）火星車的一步步探索，這顆紅色星球的歷史容貌也逐漸變得明晰起來。

好奇號如今探索的蓋爾環形山（Gale Crater，也稱“蓋爾隕石坑”），在遙遠的過去曾是一片直徑大約100英里（約合150千米）的盆地。想象一下，幾十億年前這裏也有衆多的池塘如微雲點綴；水源也可能曾經在四壁交錯縱橫，最後匯聚於環形山的底部。將火星的“歷史紀錄片”快進播放，或許就能看到這些水渠水道先是水源溢流，而後又逐漸乾涸，如此往復，在數百萬年間自然循環。

10月7日，好奇號科學家在《自然•地球科學》（Nature Geoscience）上發表的一篇最新論文中，就描述了上面的火星景象。論文作者認爲，好奇號火星車發現的富含礦物質鹽的岩石，就是經歷過多次水源溢流和乾涸的淺型鹹水池塘曾經存在的證據。幾十億年來，火星的環境由起初的溼潤轉向如今的嚴寒乾燥，而這些礦物質鹽沉積正是水源在歷經氣候波動之後留下的獨特印跡。

科學家們想要知道：這樣的氣候轉變耗時多久？又是在何時發生的？礦物質鹽沉積這一最新的線索，可能就是這兩個謎題即將被揭開的跡象之一，因爲好奇號正向着一處富含硫酸鹽的區域（被稱作“sulfate-bearing unit”）前進，科學家認爲，這片區域的形成環境或許更爲乾燥。在此之前，好奇號曾在蓋爾環形山更低的區域發現過淡水湖曾持續存在的證據，而即將探索的富含硫酸鹽的區域則與之有着極大的差異。

蓋爾環形山是火星古老遺蹟的聚寶盆，對火星曆史研究影響深遠。水和風裹挾的沉積物最終沉降在環形山底部，一層一層疊積填蓋；在沉積物硬化之後，風力將這些層狀岩石蝕刻成高聳的夏普山（Mount Sharp），也就是如今好奇號正在攀爬的火星山。裸露于山坡上的岩石之中，每一層沉積都揭示了火星曆史的不同時代，隱藏了當時普遍的環境信息。

好奇號火星車的探索，讓我們瞭解了很多火星曆史的相關信息以及潛在的生命存在跡象。視頻中展示了好奇號的着陸點蓋爾環形山。

視頻版權：NASA JPL

“我們之所以選擇了蓋爾環形山，正是因爲它保留了火星環境不斷變化的獨特記錄，”論文的主要作者、來自加州理工學院（California Institute of Technology，Caltech）的威廉•拉平（William Rapin）說道，“瞭解這顆紅色星球的氣候是何時以及如何開始發生演變的，則將我們引向了另一個難題：火星的環境從何時開始能夠支撐微生物在表面生存，這一環境狀態又持續了多久呢？”

在論文中，拉平和共同作者描述了好奇號在2017年探索的一片區域：高達500英尺（約合150米）的沉積岩，在這個被稱爲“薩頓島”（Sutton Island）的位置，好奇號發現了一些礦物鹽。基於一系列在“古浸泡區”（Old Soaker）處的泥漿裂縫，研究團隊已經瞭解到，這片區域經歷了間歇性的乾燥時期，另一方面，薩頓島中的礦物鹽也表明火星曆史上的水源因環境變幹而濃縮成了鹽水。

通常而言，當一片湖泊完全乾涸時，會殘留下大量純鹽晶體。但在薩頓島發現的鹽卻不太一樣：首先，薩頓島的鹽屬於礦物鹽，而非食用鹽（氯化鈉，這應該是顯然的啦～）；其次，這些礦物鹽的純度並不高，還有沉積物混在其中，這表明它們晶體的形成和生長環境是潮溼的，可能恰好就在正處於蒸發階段、充滿了鹹水的淺水池塘下面。

考慮到在早期階段，地球和火星的環境狀況十分相似，拉平推測薩頓島可能類似於南美洲阿爾蒂普拉諾高原上的鹹水湖。溪水和河流從山脈流入這片乾旱的高海拔高原，形成了類似於火星古老的蓋爾環形山一樣的封閉盆地。與蓋爾環形山相似，阿爾蒂普拉諾高原上的湖泊也受到氣候的重大影響。

“在較爲乾燥的時期，阿爾蒂普拉諾高原上的湖泊會逐漸變淺，有些甚至會完全乾涸，”拉平表示，“由於那些湖泊周圍沒有植被，乾涸之後的景象甚至看上去有點像火星表面。”

在南美洲阿爾蒂普拉諾高原上的基斯基羅（Quisquiro）鹽灘，鹹水湖隨處可見，科學家認爲，火星蓋爾環形山中可能存在過類似的景象（目前，好奇號正在探索這片古老而神奇的隕石坑）。阿爾蒂普拉諾高原跨越了多個國家和地區，其中的基斯基羅鹽灘則位於智利境內。溪水和河流從山脈流入這片乾旱的高海拔高原，形成了類似於火星古老的蓋爾環形山一樣的封閉盆地。與蓋爾環形山相似，阿爾蒂普拉諾高原上的湖泊也受到氣候的重大影響。

圖片版權：馬克西姆•博恰羅夫（Maksym Bocharov）

火星逐漸乾燥的線索與跡象

火星氣候究竟是如何一步步演變至今的？除了薩頓島上富含礦物質鹽的岩石，好奇號火星車研究團隊還發現了很多其他重要的線索。好奇號從2012年就開始它的火星之旅，在整個7年旅程之中，研究團隊已經能觀察到：在相對較長的時間段內，如今的火星正在經歷由幹到溼的循環。

“在好奇號攀登夏普山時，我們觀察到了從潮溼到乾燥的整體趨勢，”加利福尼亞州帕薩迪納NASA噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）的好奇號項目科學家阿什溫•瓦薩瓦達（Ashwin Vasavada）說道，“但是這種趨勢並不一定是以線性方式發生的，它更可能是混亂的。它可能包含了更乾旱的時期，就如我們在薩頓島所看到的那樣；隨後則是比較溼潤的時期，就如我們在好奇號如今正在探索的‘富含泥土的單位區域’（clay-bearing unit）中看到的那樣。”JPL領導了包含好奇號項目在內的火星科學實驗室（Mars Science Laboratory）任務。

這張動圖演示了科學家關於蓋爾環形山中鹹水池塘形成的猜測：水源從夏普山流入蓋爾環形山底部，隨着時間的推移，環境逐漸乾燥，水分蒸發從而留下了一個個鹹水池塘。動圖的低處表示蓋爾環形山的底部，左上的高處表示夏普山的一側。在夏普山上一片名爲薩頓島的區域中，NASA的好奇號火星車發現了富含礦物質鹽的岩石，這表明水分消失的速度很慢，並且不是一次性完全消失的，而可能是在不斷的乾涸-溢流循環中逐漸消失殆盡的。這一最新的發現，可能就是火星氣候在幾十億年間逐步乾燥的水之印記。

動圖版權：亞利桑那州立大學知識企業發展（ASU Knowledge Enterprise Development），邁克爾•諾思羅普（Michael Northrop）

到目前爲止，好奇號已經觀察到了許多平坦的沉積物層，它們在很久之前就已輕輕地沉積在湖底。好奇號研究團隊成員、田納西大學（University of Tennessee）專攻沉積層研究的克里斯•費多（Chris Fedo）指出：好奇號目前正在大型岩石結構上行進探索，而這些岩石結構只能在高能量的環境中形成，例如被風蝕刻的區域或流動的水源之中。

風力或水流的能量會將沉積物堆積成逐漸傾斜的層狀結構，當沉積物硬化成岩石時，它們就會變成類似於“青色山脊”（ Teal Ridge）的大型地質結構，今年夏天的時候好奇號對青色山脊進行了調研。

“在火星上找到傾斜的層狀結構象徵着一個重大的轉變，這表明那片區域不再完全位於水下，”費多說，“我們可能漏掉了深水湖存在的火星時代。”

好奇號已經發現了遠處富含硫酸鹽區域中更多的傾斜層狀結構，研究團隊計劃在未來幾年內讓好奇號火星車駛向那裏，對其中多處岩石結構進行更加細緻的調研。如果這些岩石在較爲長期的乾燥條件下形成，則可能意味着這片滿是泥土的單位區域代表了介於乾燥和溼潤環境之間的階段，它或許是通向蓋爾環形山水之歷史不同時代的關鍵途徑。

費多說：“我們是否在泥土區域中看到了在風或水的作用下產生的沉積物？我們現在還不能肯定；但我們可以放心地說，它絕對與之前的溼潤時期和之後的乾燥時期不同。”

參考來源：

[1]https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7514

[2]https://www.nature.com/articles/s41561-019-0458-8

[3]https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4734

[4]https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6721

[5]https://mars.nasa.gov/news/8498/new-finds-for-mars-rover-seven-years-after-landing/