NASA的火星科学实验室（MSL）好奇号火星车，已经在几处地点发现了远古时期有流水裹挟的沉积物证据，包括照片上的这处名为“Hottah”的岩石露头。这种沉积砾岩中圆形的卵石表明，这些石块曾经在流经盖尔环形山的水流中长时间磨蚀。这张照片是由好奇号上的桅杆相机在任务的第39个火星日，也就是2012年9月15日拍摄的。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems
一项新的研究报道称，好奇号火星车在火星盖尔环形山的沉积物中发现了砾岩，这种由卵石和砂粒混合形成的岩石，为远古的火星上曾经有河流在流淌，提供了迄今为止最为确定的证据。
尽管现在火星上的环境既寒冷又干燥，无法维持液态水在火星表面长时间存在，但多种地貌的存在，包括三角洲和巨大的沟渠，都暗示这里曾经有水流淌。然而，要证实这些地形确实由流水塑造，科学家必须进行足够细致的观察，而这一直以来都是不可能的——因为空间探测器对火星的观测没有足够高的分辨率，无法从细节上对沉积层加以评估。
现在，美国亚利桑那州行星科学研究所的丽贝卡·威廉斯（Rebecca Williams）及其同事，对火星上由河流冲刷沉积而形成的卵石，进行了细致入微的观察。他们的观察是通过好奇号火星车上的桅杆相机和ChemCam远程显微成像仪完成的——前者能够拍摄火星地表的彩色照片及视频，后者则会发射一束激光分析火星岩石及土壤的成分。
“这是我们第一次观察到火星上的水流沉积物，”威廉斯对果壳网说，“嵌在这些砾岩中的卵石，小的如同砂粒，大的则像高尔夫球一般——它们的大小、形状和分布，透露出了它们曾经被水流携带的迹象。这些卵石光滑圆润的形状，是在水流中反复碰撞而形成的。此外，许多卵石还彼此接触，清楚地表明这些卵石曾经沿着一条溪流的河床翻滚过。”这些与地球上河流沉积物中的卵石惊人相似的特征表明，火星上的河流可能跟地球上的河流非常相似。
“了解了这些岩石的大小，我们就能更准确地估算水流的深度和速度，这些数据在过去的研究中是只能靠猜的，”威廉斯向果壳网解释说，“这条河的流速与我们步行的速度相当，至少可以淹到你的脖踝或者屁股。”在2013年5月31日发表在《自然》杂志上的文章，威廉斯及其同事提供了更为具体的数据：盖尔环形山附近的这条火星河流至少有0.03 ~0.9米深，河水的流速则介于每秒0.2~0.75米之间。
“但是，我们还没有任何直接证据能够说明，这条河流到底有多长。对这些岩石最简单的解释是，它们是一片冲击扇的最末端，”威廉斯解释说，“冲击扇是河流冲出一座大山时形成的岩石和砂粒的锥形堆积物。这表明，这条河流只是偶尔流淌，每次流淌几个星期到几个月，一点一点堆积起了这片冲击扇。毕竟，这片冲击扇要形成现在这样的规模，需要花上好几千年甚至更长久的时间。”
火星与地球上相似砾岩的对比图。图A为好奇号火星车100mm焦距的桅杆相机在登陆火星的第27个火星日拍摄的；图B则是地球上冲击扇最末端形成的堆积物，摄于智利的阿塔卡马沙漠。两张图中砾岩里的卵石不论大小、形状还是分布，都非常相似，暗示火星上的远古河流与地球上的河流非常相似。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/R.M.E.Williams
当然，这条火星河流永久停止流淌也已经有很久了。威廉斯说，“科学团队分析了当地的地貌，根据这里撞击坑的数量及对应关系，这些岩石其实是相当古老的。我们无法肯定地说出这些岩石到底有多古老，但看上去，它们至少有几十亿年的历史了。”
为什么直到好奇号火星车登陆火星，我们才找到了如此确凿的火星河流沉积物，而已经在火星上探索超过9年的机遇号和勇气号却没有发现呢？这是不是意味着，即使在几十亿年以前，如此规模的河流在火星上也比较罕见呢？对于果壳网提出的这个问题，威廉斯的回答是否定的——“我们在卫星图片上已经看到，干涸的远古河床构成的网络遍布整个火星，因此科学家相信在远古时期，火星上的河流曾经随处可见。”
“然而，对于着陆探测器和漫游车而言，我们只能受限于寻找暴露在地表之外的岩石。覆在上面的尘埃会把岩石盖住，让火星车很难看到水流沉积物。”威廉斯继续说道，“以勇气号为例，科学家选定的着陆地点就是一处可能的湖泊三角洲，但那里的地面上找到的证据并不突出。而在盖尔环形山，好奇号火星车看到了非常完美的岩石露头，我们可以清楚地看见这些岩层中石块的大小和形状。”
总之，他们的这项研究证实了过去许多研究提出的一个假设：火星在很久很久以前，要比现在更温暖，也更湿润。至少，威廉斯总结说，“现在我们已经证实，火星上曾经有过一条河流，裹挟着卵石移动了相当长的一段距离（可能有好几千米），而且我们对这条河流的特征有了更好的理解。”
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消息来源：EurekAlert!