好奇號揭火星夏普山成因：沉積物堆積侵蝕

據美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）官方網站報道，美國宇航局的好奇號火星車所做的考察顯示火星蓋爾隕坑內的夏普山（Mount Sharp）是由一個大型湖泊環(huán)境中層層沉積層疊加而成，中間可能經過了長達數千萬年的時間。

好奇號火星車在蓋爾隕坑取得的這項考察結果顯示，早期火星氣候可以在其地表多處地點維持大型湖泊的長期存在。

美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的好奇號執(zhí)行項目科學家阿什溫·瓦薩瓦達（Ashwin Vasavada）表示：“如果我們關于夏普山成因的理論得到證實，那么它將挑戰(zhàn)此前人們所持有的，即認為火星早期那種溫暖潮濕氣候僅是短暫，局地或存在于地下環(huán)境的觀點。”他說：“對此一項更加極端的解釋是認為當時火星所擁有的更加濃密的大氣層可能曾經讓其地表環(huán)境溫度在全球范圍內均達到了冰點以上，但目前我們還不清楚其大氣層具體是如何做到這一點的。”

那么為何研究人員會對這座位于一個隕坑內遍布沉積巖的山如此感興趣？夏普山高大約3英里（5000米），其山麓地區(qū)出露有數百層的沉積巖露頭。這些巖層顯示不同的環(huán)境相相互交錯疊加——湖泊相，河流相以及風成沉積相，它們都見證了一個遠比此前所知任何案例中都更大，持續(xù)存在時間更長的湖泊水位的反復漲落和蒸發(fā)輪回。

加州理工學院的好奇號項目科學家約翰·格洛岑科（John Grotzinger）表示：“我們正在解決夏普山成因的問題上取得進展。在今天是一座高山的位置上，當時曾經是一系列的湖泊。”

目前，好奇號正在對夏普山最底部的一些沉積巖層進行考察，這一區(qū)域巖層高度大約500英尺（約合150米），被研究組命名為“莫里巖層”（Murray formation）。當年的河流將泥沙帶入這里的湖泊，并在河流注入湖泊的位置上發(fā)生沉積并形成三角洲，這與地球上河流注入湖泊或海洋的位置上的三角洲是一樣的情況。這一過程被不斷重復。

格洛岑科表示：“這里的湖泊反復干涸然后再出現，這一情況的好處是每一次湖泊的再次出現都是一項實驗，它在告訴你當時的環(huán)境變化狀況。”他說：“隨著好奇號逐漸向上攀登夏普山，我們將看到一系列的這種實驗，并逐漸從中找出一種模式，來觀察當時的火星大氣，水和這些沉積物之間是如何發(fā)生相互作用的。我們或許將能看到在長期尺度上這里湖泊水的化學成分發(fā)生了何種變化。這便是基于這幾年的考察數據，我們得到的一項理論假設，在未來幾年里它將構成我們開展理論驗證工作的基本框架。”

當這個隕坑被至少數百米厚的沉積物充填，并且這些沉積物逐漸固化成巖之后，隨著時間的推移，風的侵蝕作用導致這些沉積巖最終成為高出周遭的高山，隕坑邊緣到山麓地帶的沉積巖物質都已經在長期的風蝕作用中消失了。

在從其2012年著陸區(qū)朝著今天考察的工作區(qū)域行駛的一路上，好奇號一共走過了超過8公里的路程。在此過程中它發(fā)現了蓋爾隕坑在湖泊時代以來底部形狀發(fā)生的改變。

來自倫敦帝國學院的好奇號項目組科學家桑杰夫·古譜塔（Sanjeev Gupta）表示：“我們發(fā)現這里的沉積巖層顯示的情況是：一個規(guī)模較小而古老的河流三角洲疊加在另一個更加古老的河流三角洲之上，就這樣層層疊加。”他說：“好奇號穿過了一個邊界，從重要受河流控制的區(qū)域進入到了主要受湖泊環(huán)境控制的區(qū)域。”

盡管此前多次火星探測項目均已經證明了火星過去曾經擁有潮濕環(huán)境，但要想構建古代火星氣候模型，現在還必須要考慮可以產生足夠高的溫度，從而足以讓穩(wěn)定水體能夠在火星地表長期存在的環(huán)境條件。

好奇號火星車前往火星，其主要任務是評估火星在古代可能曾經具有的宜居環(huán)境，并考察在過去數百萬年期間火星環(huán)境所經歷的重大改變。它構成了美國宇航局整體火星考察戰(zhàn)略的一部分，從而為2030年代最終由人類宇航員登陸火星做好準備。

美國宇航局華盛頓總部的火星探測項目首席科學家麥克·邁耶（Michael Meyer）表示：“通過破解夏普山的成因，我們了解到很多有關火星環(huán)境演化方面的信息，這些信息將有助于我們規(guī)劃未來旨在搜尋火星生命的探測任務。”