好奇号火星车揭秘火星盖尔陨坑内的夏普山 数千万年前是一个巨大湖泊

浅笑 宇宙探索 2019-08-06 17:30:01 0 0

这是在好奇号着陆火星后的第712天(2014年8月7日),使用其右侧桅杆相机拍摄的图像。可以看到夏普山山麓成层性非常良好的沉积岩层出露。这张图像视野幅宽大约1.

这是在好奇号着陆火星后的第712天(2014年8月7日),使用其右侧桅杆相机拍摄的图像。可以看到夏普山山麓成层性非常良好的沉积岩层出露。这张图像视野幅宽大约1.5米。

夏普山成因示意图:盖尔陨坑内大量沉积物堆积并逐渐固结成岩,随后在风蚀作用下周边部分被侵蚀,留下中央凸起,形成今天的夏普山。

夏普山成因示意图:盖尔陨坑内大量沉积物堆积并逐渐固结成岩,随后在风蚀作用下周边部分被侵蚀,留下中央凸起,形成今天的夏普山。

火星早期盖尔陨坑内形成的大型湖泊效果图。

火星早期盖尔陨坑内形成的大型湖泊效果图。

(神秘的地球报道)据新浪科技(晨风):美国宇航局喷气推进实验室(JPL)官方网站报道,美国宇航局的好奇号火星车所做的考察显示火星盖尔陨坑内的夏普山(Mount Sharp)是由一个大型湖泊环境中层层沉积层叠加而成,中间可能经过了长达数千万年的时间。

好奇号火星车在盖尔陨坑取得的这项考察结果显示,早期火星气候可以在其地表多处地点维持大型湖泊的长期存在。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的好奇号执行项目科学家阿什温・瓦萨瓦达(Ashwin Vasavada)表示:“如果我们关于夏普山成因的理论得到证实,那么它将挑战此前人们所持有的,即认为火星早期那种温暖潮湿气候仅是短暂,局地或存在于地下环境的观点。”他说:“对此一项更加极端的解释是认为当时火星所拥有的更加浓密的大气层可能曾经让其地表环境温度在全球范围内均达到了冰点以上,但目前我们还不清楚其大气层具体是如何做到这一点的。”

那么为何研究人员会对这座位于一个陨坑内遍布沉积岩的山如此感兴趣?夏普山高大约3英里(5000米),其山麓地区出露有数百层的沉积岩露头。这些岩层显示不同的环境相相互交错叠加――湖泊相,河流相以及风成沉积相,它们都见证了一个远比此前所知任何案例中都更大,持续存在时间更长的湖泊水位的反复涨落和蒸发轮回。

加州理工学院的好奇号项目科学家约翰・格洛岑科(John Grotzinger)表示:“我们正在解决夏普山成因的问题上取得进展。在今天是一座高山的位置上,当时曾经是一系列的湖泊。”

目前,好奇号正在对夏普山最底部的一些沉积岩层进行考察,这一区域岩层高度大约500英尺(约合150米),被研究组命名为“莫里岩层”(Murray formation)。当年的河流将泥沙带入这里的湖泊,并在河流注入湖泊的位置上发生沉积并形成三角洲,这与地球上河流注入湖泊或海洋的位置上的三角洲是一样的情况。这一过程被不断重复。

格洛岑科表示:“这里的湖泊反复干涸然后再出现,这一情况的好处是每一次湖泊的再次出现都是一项实验,它在告诉你当时的环境变化状况。”他说:“随着好奇号逐渐向上攀登夏普山,我们将看到一系列的这种实验,并逐渐从中找出一种模式,来观察当时的火星大气,水和这些沉积物之间是如何发生相互作用的。我们或许将能看到在长期尺度上这里湖泊水的化学成分发生了何种变化。这便是基于这几年的考察数据,我们得到的一项理论假设,在未来几年里它将构成我们开展理论验证工作的基本框架。”

当这个陨坑被至少数百米厚的沉积物充填,并且这些沉积物逐渐固化成岩之后,随着时间的推移,风的侵蚀作用导致这些沉积岩最终成为高出周遭的高山,陨坑边缘到山麓地带的沉积岩物质都已经在长期的风蚀作用中消失了。

在从其2012年着陆区朝着今天考察的工作区域行驶的一路上,好奇号一共走过了超过8公里的路程。在此过程中它发现了盖尔陨坑在湖泊时代以来底部形状发生的改变。

来自伦敦帝国学院的好奇号项目组科学家桑杰夫・古谱塔(Sanjeev Gupta)表示:“我们发现这里的沉积岩层显示的情况是:一个规模较小而古老的河流三角洲叠加在另一个更加古老的河流三角洲之上,就这样层层叠加。”他说:“好奇号穿过了一个边界,从重要受河流控制的区域进入到了主要受湖泊环境控制的区域。”

尽管此前多次火星探测项目均已经证明了火星过去曾经拥有潮湿环境,但要想构建古代火星气候模型,现在还必须要考虑可以产生足够高的温度,从而足以让稳定水体能够在火星地表长期存在的环境条件。

好奇号火星车前往火星,其主要任务是评估火星在古代可能曾经具有的宜居环境,并考察在过去数百万年期间火星环境所经历的重大改变。它构成了美国宇航局整体火星考察战略的一部分,从而为2030年代最终由人类宇航员登陆火星做好准备。

美国宇航局华盛顿总部的火星探测项目首席科学家麦克・迈耶(Michael Meyer)表示:“通过破解夏普山的成因,我们了解到很多有关火星环境演化方面的信息,这些信息将有助于我们规划未来旨在搜寻火星生命的探测任务。”

相关报道:美国宇航局发现火星远古湖泊遗址

(神秘的地球报道)据腾讯科学(罗辑/编译):美国宇航局好奇号火星车目前取得了一个重大的发现,科学家认为好奇号采集到的沉积物样本说明盖尔撞击坑在数千万年前是一个巨大的湖泊。好奇号目前位于火星赤道以南的盖尔撞击坑内,撞击坑中央有一座巨大的隆起,这就是夏普山,美国宇航局科学家认为这里存在火星古老生物的残骸,这也是好奇号火星车登陆火星的终极任务。好奇号降落在盖尔撞击坑附近后就采集到撞击坑内部的岩石样本,科学家证实了此前的猜想,火星上有许多类似盖尔撞击坑这样的地貌,在数千万至数十亿年前是巨大的湖泊。

位于帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室主要负责好奇号的运作和管理,好奇号项目的科学家Ashwin Vasavada认为我们此前假设夏普山周围存在火星古老地貌的痕迹,比如湿润环境、湖泊等,验证火星湖泊的存在也面临巨大的挑战,不过现在我们都证实了这些猜想,古老的火星拥有液态水环境。科学家认为还有一个更大的猜想,即认为火星大气出现了某种事件,导致了全球温度下降,但这一过程的机制目前还不清楚,如果我们要恢复火星大气,那么就要弄清楚火星为什么会变成现在这个样子。

盖尔撞击坑中的夏普山并不高,大约有5000米左右,科学家希望在夏普山附近做一个土壤分层分析,这对好奇号而是个富有挑战性的工作。在过去数亿年的时间内,火星上的湖泊、河流以及风蚀作用产生的物质都沉积在这里,因此土壤分层的研究会发现更多关于火星过去的奥秘。好奇号项目组的科学家John Grotzinger认为我们正在取得进展,逐步揭开夏普山的神秘面纱,如果这里有一座山,那么其周围在数千万年前就有可能分布着一系列的湖泊。

同时,好奇号的探测还表明夏普山周围存在河口三角洲的地形,这个情况在地球上发生了无数次,河流携带着泥沙在河口附近堆积,形成了三角洲。美国宇航局科学家正在实验室内模拟这一过程,观察火星上的湖泊是如何形成的。NASA华盛顿总部的科学家Michael Meyer认为我们对火星的调查能够让我们明白地球未来的演化方向,夏普山则是打开这扇门的钥匙。

相关报道:“好奇号”火星车最新发现:火星上或曾有湖泊

(神秘的地球报道)据国际在线(黄琳惠):埃菲社12月8日报道,日前,美国“好奇号”火星探测器最新采集到的数据揭示了火星盖尔陨坑中心位置的夏普山的形成之谜:夏普山极有可能是数百万年前大型河床的沉积物累积、风化形成的,而这对证明火星上曾存在湖泊的假设给出了有力支持。

本周一,“好奇号”火星探测器项目组研究人员迈克尔・迈耶在新闻发布会上指出,“好奇号”探测器在夏普山采集到的信息表明,火星曾在较长的时间里存在过比较温暖的气候,平均温度高于零摄氏度,这给湖泊等水循环系统的出现提供了环境。在这段时间内,盖尔陨石坑可能多次变成湖泊又多次蒸发干涸,湖泊中的沉淀物经历不断的风化,层层交替累积形成了夏普山。

美国加州理工学院教授帕萨迪指出,“‘好奇号’继续在夏普山150米处低岩层进行采集研究,目前所取得的数据都在支持这一假设――夏普山是由湖泊沉积物沉淀风化形成的。希望明年‘好奇号’能获得更多的数据来最终证实这一假设。”

相关报道:“好奇”号发现火星曾有水新证据

(神秘的地球报道)据人民日报(陈一鸣):美国航天局12月8日宣布,“好奇”号火星探测器为火星夏普山拍摄的高清晰度岩石照片显示,这座位于火星陨石坑里的山丘或许由一座大型湖泊的沉积物长期堆积、风化而成。研究人员认为,这一发现成为火星地质历史上曾存在流动水的又一有力证据。

2012年8月6日,“好奇”号在直径154千米的盖尔火星坑软着陆,并于今年9月行驶到火星坑中部的夏普山脚下。科学家一致判断,盖尔陨石坑应由巨型陨石撞击而成,但本应空旷的陨石坑中心地带为何冒出一座高近5500米的夏普山呢?“好奇”号的使命之一,便在于揭开红色星球上这个难解谜题。

美国航天局网站8日公布了几幅“好奇”号发回的照片。在一幅摄于今年8月7日的照片上,可以清晰看到夏普山底部呈现出均匀分层的岩石。研究人员认为,这属于湖底沉积物形成岩石的典型样貌,该地应当距离流水注入湖泊之处不远。

其他照片也从不同角度证明,盖尔陨石坑从前可能是个湖泊,但曾多次蒸发干涸,夏普山或许就是由来自陨石坑边缘高地的流水沉积物或风化沉积物层层累积而成,沉积物积累到一定高度后受到风力侵蚀,最终塑造了夏普山如今的外貌。当盖尔陨石坑成为“盖尔湖”时,夏普山可能“变身”为湖中的“夏普岛”。

“好奇”号项目科学家阿斯温・瓦萨瓦达指出,“好奇”号的最新发现或许意味着火星温暖、湿润的时期出现在35亿年前,比人们以前想象的距离现在更近,而支持火星存在湖泊的时间也比预想的更为久长。

美国航天局火星探测项目首席科学家迈克尔・迈耶表示,这座湖泊非常大,也许存在了数百上千万年,不仅为沉积物逐渐形成夏普山提供了充足时间,也为生物产生和繁荣提供了充足时间。不过,科学家们尚不能确定远古火星持续存在湿润时期,还是中间存在过“干燥间隙”。

美国航天专家、美华航太工程师协会理事陈西书在接受本报记者采访时说,人类探测火星的目的之一,在于探索能否将火星改造成适宜居住的第二家园。“好奇”号的探测任务便是寻找火星是否存在或者曾经存在过水的证据,如果最终找寻到“水的踪迹”,那么这些有迹可循之处未来便可能成为人类派遣宇航员实地考察的重点地带。美国航天局喷气推进实验室去年2月表示,至少在温暖季节,火星表面如今可能依然存在流动水。

相关报道:古老火星或曾有过“湖泊时代”

(神秘的地球报道)据科技日报(常丽君):美国航空航天管理局(NASA)好奇号漫游器最近观察,火星上的夏普山是几千万年前由一大片湖床的沉积物逐渐累积形成的,这个湖床是盖尔陨石坑。对此科学家的解释是,古老的火星曾保持着一种气候,能在红色行星的许多地方产生长期存在的湖泊。

“如果我们对夏普山的假设站得住脚,那种认为火星上温暖湿润的环境是短暂的、局部的,或只存在于地下的观点就受到挑战。”NASA喷气推进实验室好奇号项目副主管阿什温・瓦萨瓦达说,“一个更激进的解释是,火星古老的大气层更厚,能把全球温度提高到零度以上,但迄今为止,我们还不知道它的大气是怎么做到这一点的。”

夏普山直立约5千米,较低的山侧曝露出数百个岩石层,湖泊、河流和风化沉积岩交替出现,见证了一个火星湖泊反复填充与蒸发的过程,这个湖泊比以前考察过的任何封闭湖泊都更大、更持久。

这种层积山为何会坐落在一个陨石坑中?“在解开夏普山之谜上,我们正在取得进展。”好奇号项目科学家、加州理工大学的约翰・格罗钦格说,“现在哪里有一座山,哪里就可能曾经是一系列的湖。”

目前好奇号正在调查夏普山最低处的沉积层,这部分岩石高150米,称为“默里地形”。河流携带着泥沙淤积在湖底,在河口处的沉积物也不断堆积,形成三角洲,就像在地球上的河口处所见到的。这种循环不断地周而复始。

“这种湖泊事件一次次发生着,每一次重复都告诉人们,这里进行着另一种环境运作的实验。”格罗钦格说,“随着好奇号在夏普山上爬得更高,我们将进行一系列实验来证明大气、水和沉积物是怎样互相作用的。我们会看到湖泊怎样随着时间而发生化学变化。这是由我们目前的观察所支持的假说,也是为今后实验提供一个框架。”

当陨石坑被填到至少几百码(1码约0.9米)的高度后,沉积物开始变硬形成岩石,层层堆积,随时间流逝被雕刻成山脉形状,陨石坑周边的材料被风蚀除去,成为现在的山脉边缘。

从2012年在火星着陆的位置,到现在夏普山的工作地点,好奇号已走过8公里旅程,为人们揭示了火星湖泊时代陨石坑底形状变化的线索。“我们发现的沉积岩让人联想起小型的、古老的三角洲。”好奇号科学小组成员、伦敦帝国学院的山吉伍・古普塔说,“从以河流为主的环境到以湖泊为主的环境,好奇号穿越了二者的界限。”

NASA的火星科学实验室计划是NASA持续火星研究计划的一部分,希望通过好奇号评估古老的潜在宜居环境,以及火星环境数百万年间的巨大改变,为本世纪30年代人类登陆行星计划做准备。

“通过破解夏普山形成之谜,我们获得了许多有关火星环境演化的知识,有助于指导我们寻找火星生命的未来任务。”NASA火星探测计划首席科学家、华盛顿总部的迈克尔・迈耶说。

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