毅力号火星探测首篇论文:杰泽罗陨石坑曾为湖泊有过山洪

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国际知名学术期刊《Science》一项最新研究介绍了杰泽罗陨石坑干涸湖泊的水循环如何比原先设想的更复杂、有趣。这是“毅力”号火星车2月18日着陆后所获数据发表的第一篇研究论文。钧天

科学家通过分析“毅力”号火星车拍摄的图像,证实:火星上如今干燥、被风侵蚀的洼地――杰泽罗陨石坑,曾是一个湖泊,大约37亿年前由一条河流稳定地供水。钧天

图像还揭示陨石坑湖泊在后期经历了一场威力巨大的洪水,其力量足以将上游数十英里处的巨石卷起,并将其搬运、沉积到湖床。如今,巨石就位于湖床中。钧天

该论文于当地时间10月7日发表,论文标题为《Perseverance rover reveals an ancient delta-lake system and flood deposits at Jezero crater, Mars》(“毅力”号火星车在火星杰泽罗陨石坑发现一个古老三角洲-湖泊系统与洪水沉积物)。钧天


此项研究的分析是基于“毅力”号从陨石坑内拍摄的陨石坑西侧露出岩石的图像。此前,科学家只根据轨道拍摄的图像,发现这里与地球上的三角洲类似。钧天

根据沉积层,研究者发现一条河流汇入了一个大部分时间都平静的湖泊,直到气候剧烈变化,该湖的历史末期引发了偶发性洪水。随着“毅力”号探索陨石坑,科学家们希望发现更多有关当地气候演变的线索。钧天

科学家相信,湖泊中的沉积物可以保留古代水生生物痕迹。“毅力”号将在其未来使命中寻找收集和保存沉积物的地点。这些样本最终将送回地球,然后科学家会探测其火星“生物印记”。钧天

杰泽罗陨石坑西部古河三角洲钧天

2021年2月18日,“毅力”号在杰泽罗陨石坑底部着陆。最初三个月,由于NASA工程师对火星车的许多仪器进行了远程检查,因此车辆保持静止。钧天

在此期间,“毅力”号的两台相机Mastcam-Z和远程微成像仪RMI拍摄了周围环境的图像,包括露头边缘和名为“Kodiak butte”地层的远距离照片,行星地质学家推测,这是一个较小的出口,可能曾经与主要扇形露头相连,但后来部分被侵蚀。当这些图像传到地球,科学家团队对图像进行处理和组合,并能够以惊人的高分辨率观察Kodiak沿线的不同沉积层。研究人员测量了每一层的厚度、坡度和横向范围,发现沉积物一定是通过水沉积,而不是通过风、片状洪水或其地质过程沉积。钧天

“毅力”号还沿主要露头捕获了类似的倾斜沉积层。这些图像与Kodiak的图像共同证实,这里曾经确实是一个三角洲,由河流流入湖泊形成。钧天

法国行星学与地球动力学实验室科学家、论文通讯作者兼第一作者Nicolas Mangold向澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者介绍道,“Kodiak的观测显示了过去湖泊的证据,其海拔比轨道数据预期的低100米,这意味着该湖泊是一个封闭系统。这将有助于我们在寻找有机物的过程中寻找合适的层进行取样。”钧天

虽然Kodiak的结果很重要,但另一个发现让团队感到更大惊喜。研究人员注意到三角洲顶层镶嵌着大石块和鹅卵石。一些巨石宽达1米,估计重达数吨。钧天

他们认为这些巨石一定来自陨石坑外面,很可能是陨石坑边缘或河流上游40英里或更远处的基岩。从巨石目前位置和尺寸来看,这些巨石被流速高达9米/秒、移动量高达3000立方米/秒的山洪冲走。钧天

巨岩位于三角洲更老、更细的沉积物层之上,表示巨石沉积的时间更晚。钧天

研究人员表示,这意味着古湖泊大部分时间只有一条河流缓缓流入,让细碎沉积物也可能还有有机物,随河流而下沉积成一个倾斜的三角洲。后来,突然发生的山洪将巨石沉积在三角洲。湖泊干涸后,数十亿年的风侵蚀了景观,留下了我们今天看到的陨石坑。钧天

“湖泊沉积层的顶部包括由洪水形成的富含巨石的沉积物。由于山洪暴发,这些巨石是从河流中以高速度和高能量运来的,这些沉积物标志着湖泊后期的气候变化。”Mangold表示。钧天

“我们不知道洪水的起源(更干旱、更冰川的环境?),但是,在这里我们也可以期待火星车将获得最有趣的地层,来了解这种流量的变化是否为湿火星历史结束时发生的全球变化的标志。”钧天

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