火星贫瘠的杰泽罗陨石坑有着湿润而戏剧性的过去

如今，火星上的杰泽罗陨石坑是一个干旱贫瘠的洼地。但美国宇航局“毅力号”探测器拍摄的图像显示，数十亿年前，这里的情况截然不同。

科学家检查了陨石坑两侧的沉积层和岩石，发现这里曾是平静的湖泊和河流三角洲。但当强大的山洪袭击陨石坑，从边缘或更远处涌来的巨石冲击陨石坑时，情况发生了变化。

杰泽罗陨石坑的地质历史可以帮助科学家了解这颗红色星球是如何从湿润且可能适宜居住的星球变成严酷的沙漠世界的。麻省理工学院行星科学家本杰明·韦斯说，它也为寻找生命痕迹提供了一个引人注目的目标。“我们肯定在这里中了大奖，”韦斯说，他的团队于 10 月 7 日在《科学》杂志上发表了这一发现。

火星表面曾遍布巨大的陨石坑湖。直径 28 英里的耶泽罗陨石坑在大约 37 亿年前就有一个这样的湖泊。科学家此前曾发现边缘有扇形结构，类似于地球上的三角洲，这表明古代河流将水、沙子和泥浆带入陨石坑。

佛罗里达大学天体生物学家、这项研究的合著者艾米·威廉姆斯 (Amy Williams) 表示：“我们知道，我们正在研究一个湖泊和河流系统；这些系统在地球上往往非常适合居住。”这使得杰泽罗陨石坑成为火星 2020 任务的一个诱人地点，该任务部署了毅力号探测器来探索可能存在微生物生命的环境。

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2 月 18 日，“毅力号”着陆在陨石坑底部，距离保存相对完好的最西边的三角洲有几公里。在接下来的三个月里，火星车一直停留在那里，研究人员确保其仪器和软件正常运行。这让“毅力号”有足够的时间拍摄主扇面和南边约半英里处一座被团队称为科迪亚克山的孤立山丘的照片。韦斯说，像科迪亚克这样的残留“岛屿”表明，在数十亿年的侵蚀作用磨损和分裂之前，三角洲在过去要大得多。

当他和他的团队分析这两个地点的图像时，他们观察到了倾斜的沉积层。

亚利桑那大学行星地质学家斯特凡诺·内罗齐 (Stefano Nerozzi) 在一封电子邮件中告诉《大众科学》：“这些三角洲沉积物告诉我们，耶泽罗内部的湖泊水位随着时间的推移发生了很大的变化，这意味着气候足够温暖（至少在该地区），可以让大河流入并填满湖泊，同时形成三角洲。”他没有参与这项研究。

威廉姆斯说，当河流流入湖泊时，较重的物体会首先沉淀下来。较轻的物质往往会从河口流出较远。她和她的同事们对科迪亚克山上最明显的细粒沉积物床的轻轻浸入感到特别兴奋。

麻省理工学院地质生物学家、这项研究的另一位合著者 Tanja Bosak 表示，在地球上，这样的沉积物是寻找过去生命证据的最佳地点。首先，它们往往是在温和的条件下沉积的。“如果有生命，没有任何东西可以碾碎它；如果巨石在弹跳，这对你的生活没有好处，”Bosak 说。“另一个原因是这些沉积物往往充满了粘土矿物，粘土矿物就像有机物的天然海绵。”她说，粘土可以掩盖这些珍贵的货物，并保护它们免受阳光和其他危害，长达数百万年。

研究小组还注意到，直径几英尺的巨石位于三角洲较老的沉积层之上。“这些岩石不是那种在平静、低能量环境中沉积的东西，比如有一条缓缓流动的河流流入的湖泊，”韦斯说。“要运载这么大的岩石，你需要像洪水事件中预期的那样非常强烈的能量流。”

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威廉姆斯说，许多巨石的侧面“非常圆润”。她说：“这告诉我们，它们实际上经历了长途跋涉，从原地来到了这里。”这些巨石可能是陨石坑边缘的碎片，被冲到了三角洲。或者，这些巨石可能是陨石坑外更古老的岩石，可能从 40 英里外被冲走，韦斯说。

目前还不清楚火山口湖形成晚期小规模山洪暴发的原因。“也许我们正在捕捉火星向如今更冷更干燥的环境转变的过程，”韦斯说。“目前我们还不知道这是否是火星全球气候变化的迹象。”

随着毅力号对三角洲周围的岩石和沉积物进行更仔细的观察，并收集有望带回地球的样本，这个问题将在未来几年内得到解答。

这些样本也可能是研究人员迄今为止发现火星上存在过生命迹象的最佳机会。“找到保存完好的下三角洲沉积物意味着我们拥有的沉积物具有最高的有机物保存潜力，至少以地球的标准来看是这样，”Nerozzi 说。“这绝对是寻找火星上可能存在过古代生命痕迹的最佳地点。”