新研究解密火星古海洋形成 为找寻化石铺平道路

火星卫星图片显示火星上的“马沃斯山谷”,这极可能是火星探测器的下一个着陆点

新研究考察了火星北半球平原的地质情况,发现有水体缓慢的透过地壳岩石裂隙,形成地下水,这样在仅仅几年内就能快速的生成海洋和湖泊,同时也能维持生成水域达千年之久。

可是即便火星有水,火星的大气层对于生命体栖居可能也太过稀薄了。很多科学家因此认为,就算如我们希望的火星上存在生命,最好的生存环境也应该是存在液态水的地方,能保护它们免受极端的温度变化和破坏性紫外线辐射的影响。

美国亚利桑那州行星科学研究所的负责人J. Alexis Palmero Rodriguez说:“为了找到生命,我们需要找寻那些存在稳定水体的地区,以火星为例应该在地表岩石下面。”

这可给我们化石猎人出了个大难题。因为如果生命所在地越深,那么火星探测器的发掘工程量就越大。但探测器克服重重阻碍才到达火星,自身所能提供的资源实在有限。

但新发现给我们带来了好消息,Rodriguez 说:“火星内部古老的水上涌到达地表,已经存在了几十亿年,这为生命体的形成和演化提供了非常稳定的环境。”这意味着这些古海洋形成的沉积物极有可能就是孕育化石的温床,同时也非常方便探测器收集。

火星水域来源于细水长流?

矿物证据说明火星地表水很早以前就存在。事实上,火星北半球平原几处大的沉积露头都极可能是火星古海洋底部暴露的结果。

此前的研究一直认为火星海洋形成是由于大面积地下水泄洪式突发排放造成的,但没有确凿证据支持。

在火星北半球叫做Gemini Scopuli的内斜坡南部,盆地受到构造和碰撞作用而断裂开。科学家通过激光探针分析其顶部沉积物的光谱数据,发现地下水上涌变成地表水,已经存在于此处长达20亿年了。

所有研究都表明,地下水并非是突然的涌出,而是在压力作用下,以缓慢的、持久的速度透过地壳裂隙来到地表,文章发表在了《国际太阳系研究杂志》杂志上。

研究小组认为地下水来自于蓄水土层,后者广泛的分布于从平原到更高海拔的地域。平原上地表水沉降进入土壤,造成地下水面抬高。因此上涌水淤积形成浅表海洋或者小湖泊系统,类似阿拉斯加北坡上每年春天可见的地表冰带的形成。

火星地表海洋和湖泊都已经稳定存在了几千年,经历了季节性冰冻和融合的循环过程,至今火星冰盖还依旧如此。

Rodriguez解释说:“只要地下水持续上涌水体就可以保持稳定,高盐度湖泊即使在零度也能保持液态,地球上的这种环境都是存在生命的,如果被冰覆盖水体的稳定性还会增加。稳定水体可能帮助地下生命来到地表,在频临外部极端环境(饱受紫外线侵袭)的过度层中侥幸生存。”

他说:“我们知道只要地质时间足够长,生命在新环境的演化和成功适应都是很可能发生的,所以长期渐进式的地下水补充将大大提高生命存活的几率。”

不要幻想火星化石是我们熟悉的模样

鉴于以上种种理论作为基础,未来的火星探测器在暴露的撞击坑沉积物或者北半球平原地表裂谷找到火星化石将是非常可能的。

而且更具有吸引力的是,火星上裂谷盆地等都是广泛分布,这为我们寻找化石提供了无限的空间。

现在,NASA已经在挑选一个登陆点作为未来大计划——火星科学实验室的根据地。候选地之一就是“马沃斯山谷”(Mawrth Vallis) ,非常适合作为海洋形成模型进行研究。

总的来说,现在Rodriguez 和 colleagues正在整理他们所有发现,竭力把残片拼贴成一个整体。

火星上的地下环境经历了漫长的地质年代,时至今日,与含有生命的地球同类环境相比,没有太多化学成分、温度和压力上的不同。

但谈及火星化石,科学家提醒,可不要期待找到类似地球上我们熟悉的模样。化石不过是早期生命体活动遗留下来的痕迹,不一定是骨骼,可能是遗迹,可能是我们能追踪生命过程的任何化学证据。

研究者说:“期待在火星上找到一些类似地球上寒武纪大爆发那样的奇异化石无异于是天方夜谭,不过找到一些类似于地球早期历史阶段发现的标志性化石或许还是很可能的。”


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