張玉瑩

火星假彩色地形圖———赫拉斯盆地，圖片上大型深藍(lán)色區(qū)域，直徑 1430 英里（2300公里） ，是火星和太陽(yáng)系內(nèi)已知的最大的撞擊坑之一。它被認(rèn)為形成于大約 40 億年前

目前我們所知的火星，是一顆干燥且寒冷的星球。一直以來(lái)，有科學(xué)家認(rèn)為火星在數(shù)十億年前也擁有水和大氣，并試圖在火星上尋找液態(tài)水和大氣層演變的證據(jù)。

從2008年美國(guó)航空航天局的鳳凰號(hào)火星探測(cè)器拍到白色物體，并被科學(xué)家判斷這種白色物體可能是冰后，在火星尋找水的漫長(zhǎng)探索之路就此展開(kāi)。

近日，由荷蘭烏得勒支大學(xué)聯(lián)合英法兩國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際研究小組，在《自然通訊》雜志上發(fā)表了關(guān)于火星巖石懸崖表面的高清圖像研究成果，揭示了 37 億年前火星表面存在了超過(guò) 10 萬(wàn)年的古代河流的證據(jù)。

這是科學(xué)家們第一次能夠通過(guò)軌道數(shù)據(jù)和高分辨率結(jié)構(gòu)分析來(lái)近距離觀察這些巖石露頭，并根據(jù)沉積地層證據(jù)，得出可靠的古環(huán)境解釋。

HiRISE 成像照片 （a. Hellas 隕石坑地形圖;b.Izola 高清等高線地形圖;c. Izola3D 視圖）

這組高清圖片來(lái)自美宇航局高分辨率成像科學(xué)實(shí)驗(yàn)（HiRISE）在火星勘測(cè)軌道飛行器空間站上拍到的照片。照片拍攝于火星南半球巨大的赫拉斯隕石坑內(nèi)，南半球受到撞擊而產(chǎn)生坑洞更多，平均海拔也比北半球更高。

赫拉斯盆地橫跨 2300 公里，是火星上保存最完好的撞擊結(jié)構(gòu)，也是太陽(yáng)系中第三或第四大撞擊結(jié)構(gòu)。該盆地的深度超過(guò) 4 公里，包含了各種各樣有著 37 億年歷史的沉積平原，平原上覆蓋著有 33 億年歷史的熔巖流。這種環(huán)境使地貌上的巨大湖泊、古代河流和水道網(wǎng)絡(luò)存在的證據(jù)得以保存。

美國(guó)航空航天局拍攝到的沉積層高清圖

Izola 是火星上赫拉斯隕石坑西北邊緣的一塊巖石露頭，根據(jù)對(duì)該地區(qū) 37 億年前沉積層軌道圖像的最新分析，該地區(qū)的深層河流活躍了超過(guò) 10 萬(wàn)年。

論文作者 Francesco Salese 和他的同事們研究了 Izola 一個(gè) 1500 米寬、190 米厚的沉積巖地層結(jié)構(gòu)。通過(guò)研究，科學(xué)家們確定這個(gè)巖石堆是由流水形成的沉積巖。河流會(huì)不斷地改變它們的溝壑，形成河床地貌。

照片轉(zhuǎn)換成 3D 視圖后，可以清楚地看到沉積物的走向。這項(xiàng)研究證明了 37 億年前火星上持續(xù)的河流沉積，“類(lèi)似于萊茵河或者你可以在意大利北部找到的河流”，作者在研究報(bào)告中說(shuō)。

Francesco Salese 表示，極高分辨率的圖像讓科學(xué)家能夠 “閱讀” 巖石，就好像站在離懸崖很近的地方一樣。不幸的是，目前科學(xué)家沒(méi)有能力攀登，沒(méi)有能力看到更精細(xì)的細(xì)節(jié)，但是與地球上的沉積巖驚人的相似之處，讓人很難想象。

研究小組的觀測(cè)和分析，支持火星上的水循環(huán)與降水驅(qū)動(dòng)的水循環(huán)最為一致。形成這些巖石堆的河流并不是一次性的事件——它們可能活躍了數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)年， Francesco Salese 解釋說(shuō)，“這種常年流動(dòng)的河流需要一個(gè)能夠在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持大量水的環(huán)境，幾乎可以確定是一個(gè)降水驅(qū)動(dòng)的水循環(huán)過(guò)程?！?/p>

論文的合作者 William McMahon 表示，火星擁有的古老的沉積巖記錄，甚至比地球上數(shù)百萬(wàn)年乃至數(shù)十億年前的狀況還要久遠(yuǎn)。（摘自美《深科技》）（編輯/諾伊克）