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行星科學

火星上的大水坑?

2021-12-01 畢林茲(Lee Billings)
好奇號探測車降落的蓋爾隕石坑,或許曾經只是幾個小水坑。
▲初來乍到:2012年時,好奇號在火星蓋爾隕石坑進行探測。

美國航太總署(NASA)的火星探測車好奇號有許多發現,其中意義最重大的是:它的降落地點蓋爾隕石坑曾經有很長一段時間,是一座巨大的湖泊。然而,現在一項新研究指出,這座「湖泊」可能只是多個相連的水坑,不但規模比較小,存在時間也很短暫。


2012年,好奇號登陸於蓋爾隕石坑並展開探索。幾個月之後,在隕石坑中心5500公尺高的夏普山底部,這輛探測車發現好幾層泥岩(靜止水域的沉積物)以及來自古老溪流的波紋(flow-rippled)岩石。當好奇號從夏普山的底部往上行進,偵測到山上散佈熱水蝕變礦物。因此結論無可避免會是:大約37億年前,蓋爾隕石坑儲存了大量的水,歷時可能長達幾百萬年,並在此期間成為微生物的避風港;沖刷進湖裡的沉積物則在水面下緩慢形成夏普山。


然而,香港大學的行星科學家劉嘉成(Jiacheng Liu)、米哈爾斯基(Joe Michalski)和周美夫(Mei-Fu Zhou)在今年8月《科學進展》(Science Advances)發表新詮釋,指出夏普山是在露天的狀態下由風吹拂的沉積物所形成,之後受到水的侵蝕:降雨形成的短暫池塘讓液體涓滴流經沉積物。微生物可以在這些少量的地表水裡繁衍生息,但只維持一段相對短暫的時間──夏普山上和山下的所有池塘在幾萬年內都會消失。上述結論來自於一組沉積岩的化學模式,這些岩石是好奇號一路行進夏普山時所採樣的,稱為馬瑞地層(Murray formation)。


米哈爾斯基說:「這輛探測車在執行任務期間的前八年,從隕石坑底部(沿著裸露岩層)往上方行進了超過400公尺,劉嘉成非常仔細檢視了探測車在此測量到的化學元素豐度和礦物產狀(occurence)。」分析結果顯示,它們隨著高度而變:像鐵這種容易由水沖刷的元素,在越高的地方則越稀少,像鋁這種比較不可溶的元素則比較普遍。這種模式跟地球上許多岩層因降雨而產生的「由上而下」風化作用大致相符......


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