好奇号揭火星夏普山成因：沉积物堆积侵蚀

北京时间12月10日消息，*据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。

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。

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。”