火星车的探地雷达发现在火星上寻找生命的可能性正在增加

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一张航拍照片显示了一个三角洲的遗迹,那里的水源曾经为火星杰泽罗陨石坑的一个古老湖泊提供水源。图片来源:NASA/JPL-Caltech/ASU

探地雷达揭示了亿万年的环境变化,为土壤样本提供了生命痕迹的希望。

  • 美国宇航局毅力号火星车上的探地雷达证实,由火星赤道以北的一颗古老流星撞击形成的杰泽罗陨石坑曾经拥有广阔的湖泊和河流三角洲。
  • 在亿万年的时间里,陨石坑内的沉积物沉积和侵蚀塑造了今天在地表上可见的地质构造。
  • 湖泊沉积物的发现加强了在毅力号收集的土壤和岩石样本中可能发现生命痕迹的希望。

如果火星上曾经存在过生命,那么毅力号火星车对杰泽罗陨石坑底部湖泊沉积物的验证加强了在陨石坑中发现痕迹的希望。

在发表在《科学进展》杂志上的一项新研究中,由加州大学洛杉矶分校奥斯陆大学领导的一个团队表明,在某个时候,陨石坑充满了水,在陨石坑底部沉积了沉积物层。湖泊随后萎缩,河流携带的沉积物形成了一个巨大的三角洲。随着时间的流逝,湖泊消散,陨石坑中的沉积物被侵蚀,形成了今天在地表可见的地质特征。

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火星毅力号火星车RIMFAX探地雷达测量火星杰泽罗陨石坑西部三角洲的玳瑁峡地区。玳瑁峡。图片来源:Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国宇航局

雷达显示,沉积和侵蚀的时期发生在亿万年的环境变化中,证实了基于从太空获得的火星图像对杰泽罗陨石坑地质历史的推断是准确的。

“从轨道上我们可以看到一堆不同的矿床,但我们无法确定我们看到的是它们的原始状态,还是我们看到了一个漫长的地质故事的结论,”加州大学洛杉矶分校地球,行星和空间科学教授David Paige说,该论文的第一作者。“要知道这些东西是如何形成的,我们需要看到表面之下。

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火星毅力号火星车RIMFAX探地雷达测量火星杰泽罗陨石坑西部三角洲的玳瑁峡地区。图片来源:Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国宇航局

当火星车驶向三角洲时,毅力号火星地下实验雷达成像仪(RIMFAX)仪器以10厘米的间隔向下发射雷达波,并测量了从地表以下约20米深处反射的脉冲。通过雷达,科学家们可以看到沉积物的底部,以揭示埋藏的陨石坑底部的顶面。

多年来对探地雷达的研究和对RIMFAX在地球上的测试,教会了科学家如何从雷达反射中读取地下层的结构和组成。生成的地下图像显示了可以解释为高速公路道路切割的岩层。

“一些地质学家说,雷达在地表下看到的能力有点像作弊,”RIMFAX的副首席研究员佩奇说。

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火星毅力号火星车RIMFAX探地雷达测量了火星杰泽罗陨石坑西部三角洲的努克沙克角地区。图片来源:Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国宇航局

RIMFAX成像显示,夹在两个侵蚀期之间的两个不同的沉积物沉积期。加州大学洛杉矶分校(UCLA)和奥斯陆大学(University of Oslo)报告说,三角洲下方的火山口底部并不均匀平坦,这表明在湖泊沉积物沉积之前发生了一段时间的侵蚀。雷达图像显示,这些沉积物是规则的和水平的,就像沉积在地球上湖泊中的沉积物一样。在以前的研究中曾怀疑湖泊沉积物的存在,但这项研究已经证实了这一点。

第二个沉积期发生在湖水位的波动使河流沉积出一个宽阔的三角洲时,该三角洲曾经延伸到湖中很远的地方,但现在已经侵蚀回靠近河口的地方。

“我们在岩石记录中看到的变化是由火星环境的大规模变化驱动的,”佩奇说。“很酷的是,我们可以在如此小的地理区域看到如此多的变化证据,这使我们能够将我们的发现扩展到整个陨石坑的规模。

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