冷峻、荒蕪,這是我們對(duì)今日火星的普遍印象。但數(shù)十億年前,這顆紅色星球可能曾是另一番景象。
近日,NASA的毅力號(hào)(Perseverance)火星車在杰澤羅撞擊坑(Jezero Crater)發(fā)掘的巖石,為我們描繪了一幅令人振奮的古代火星圖景:一個(gè)溫暖、潮濕,氣候酷似地球熱帶雨林的世界!
毅力號(hào)在任務(wù)過程中,發(fā)現(xiàn)了數(shù)千塊淺色、卵石大小的“漂浮巖”(float rocks,即巖石碎片),它們?cè)诠庾V和成分上與周圍的巖石截然不同 。
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文中展示的圖像和數(shù)據(jù),主要聚焦于對(duì)火星杰澤羅隕石坑中發(fā)現(xiàn)的富鋁漂礫的分析。這些巖石由NASA的毅力號(hào)火星車任務(wù)獲取。
圖片來源:《Communications Earth & Environment》
這項(xiàng)于12月1日發(fā)表在《通訊-地球與環(huán)境》(Communications Earth & Environment)上的研究,讓科學(xué)家們對(duì)火星曾支持生命的可能性激動(dòng)不已。
關(guān)鍵線索:高嶺石揭示火星濕潤史
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的核心證據(jù),是一種富含鋁的礦物,高嶺石(Kaolinite)。
在地球上,高嶺石的形成條件極為嚴(yán)苛:它只出現(xiàn)在擁有持續(xù)、充沛降雨的熱帶氣候中。你可以在熱帶雨林中找到它,因?yàn)槟抢锏耐寥澜?jīng)過了數(shù)千甚至數(shù)百萬年的雨水不斷沖刷和風(fēng)化。
研究作者之一、普渡大學(xué)行星科學(xué)家布萊奧尼·霍根(Briony Horgan)表示:“你需要極大量的水。我們認(rèn)為,這可能是古代火星氣候溫暖濕潤的證據(jù),當(dāng)時(shí)降雨持續(xù)了數(shù)百萬年。”
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這些圖像由NASA毅力號(hào)火星車上的 Mastcam-Z 相機(jī)拍攝。
圖片來源:《Communications Earth & Environment》
考慮到火星目前的寒冷、貧瘠狀態(tài),這是一個(gè)驚人的概念。高嶺石巖石表明,紅色星球在某個(gè)時(shí)期曾是一個(gè)遠(yuǎn)比現(xiàn)在更宜居的地方,挑戰(zhàn)了我們長期以來認(rèn)為火星一直都是干燥、荒涼世界的假設(shè)。
懸案未決:這些巖石從何而來?
雖然這些高嶺石碎片是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn),但它們的確切來源仍然是個(gè)謎。
這些碎片,有些是小卵石,有些是更大的巨石,散布在“毅力號(hào)”在杰澤羅撞擊坑的行進(jìn)路線上,但附近并沒有明顯的源頭露頭。
霍根指出:“它們顯然記錄了一場不可思議的含水事件,但它們是從哪里來的呢?”
目前主要有兩種理論:
河流搬運(yùn):巖石被古老的河流沖刷,攜帶到曾經(jīng)充滿撞擊坑的湖泊中,可能來自于河谷三角洲地帶。
撞擊散射:它們可能是在一次巨大的撞擊中被拋入隕石坑,散落到整個(gè)區(qū)域。
無論哪種方式,在毅力號(hào)能夠到達(dá)主要的巖石露頭之前,這些小塊的高嶺石巖石,就是我們關(guān)于這種礦物如何在火星上形成的唯一地面實(shí)物證據(jù)。
火星上曾經(jīng)有過生命嗎?
所有這些發(fā)現(xiàn),最終都指向那個(gè)古老而經(jīng)典的問題:火星是否曾經(jīng)能夠支持生命?
該研究的第一作者 Adrian Broz表示:
“所有生命都需要水。”
而水,正是我們所知生命形態(tài)的核心要素。火星上的高嶺石,是在長時(shí)間降雨條件下形成的——如果沒有液態(tài)水,這在物理上幾乎是不可能的。
他將火星上的高嶺石與地球上的樣本進(jìn)行了比較,尤其是來自圣迭戈和南非的樣品,那些地方正是在熱帶條件下形成高嶺石的典型區(qū)域。
Broz 說:
“當(dāng)我們想到火星上這些巖石可能代表的是一個(gè)由降雨驅(qū)動(dòng)的環(huán)境時(shí),那就意味著一個(gè)極其宜居的地方——如果火星上曾經(jīng)出現(xiàn)過生命,那樣的環(huán)境完全可能讓它繁盛發(fā)展。”
如果火星真的曾經(jīng)擁有這樣溫暖、濕潤、適合生命的條件,那么隨之而來的問題就變得無法回避:
這些條件后來發(fā)生了什么?
火星是如何從一個(gè)類熱帶世界,轉(zhuǎn)變成如今寒冷、干燥的行星?
回答這些問題的一種方式,或許只能依靠人類親自踏上火星。載人任務(wù)將使科學(xué)家能夠近距離研究火星地質(zhì),在現(xiàn)場開展實(shí)驗(yàn),并獲取遠(yuǎn)程探測(cè)車無法得到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
火星的過去,正在通過一塊塊不起眼的黏土,慢慢浮出水面。
參考
https://www.nature.com/articles/s43247-025-02856-3
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