毅力在火星耶泽罗陨石坑发现古老的三角洲湖泊系统和洪水沉积物

行星科学家们分析了美国宇航局“毅力”号漫游者上的Mastcam-Z相机和SuperCam仪器的远程微成像仪拍摄的图像降落Jezero火山口2021年2月——在着陆后的三个月。这些图像显示了一个古老河流三角洲的地质层,它是在耶泽火山口被湖泊填满时形成的。这个古湖被命名为Jezero湖,它可能有40公里(25英里)宽,几十米深。

推断出科迪亚克沉积物沉积时耶泽罗火山口内的古湖水平。图片来源:Mangold等人,doi: 10.1126/science.abl4051。

推断出科迪亚克沉积物沉积时耶泽罗火山口内的古湖水平。图片来源:Mangold, doi: 10.1126 / science.abl4051。

火星目前寒冷且极度干旱,其表面的液态水并不稳定。

然而,轨道和漫游者对山谷网络、沉积物和古湖床等特征的观察表明,这颗红色星球曾经有一个温暖、潮湿的气候。

美国国家航空航天局(NASA)的火星2020任务的主要组成部分是“毅力”(Perseverance)漫游者,这是计划中的多任务活动的第一步,该活动将把火星样本带回地球,并检查它们的潜在生物特征。

根据轨道图像,直径45公里(28英里)的耶泽罗陨石坑被选为着陆地点,在陨石坑边缘有两个沉积扇结构(西部和北部)的地貌表现。

这些被推断为河流三角洲沉积物,形成于大约36亿至38亿年前诺亚奇晚期或早期西欧时期的火星上一个古老的湖泊盆地。

“毅力”号探测器于2021年2月18日在耶泽罗陨石坑着陆。大约一个月后,它的Mastcam-Z相机和远程微成像器放大,近距离观察陨石坑最大的地质特征之一,三角洲陡坡。

这个悬崖上有一个河流三角洲的遗迹,这个三角洲是在一条193公里(120英里)长的古河流和一个34公里(21英里)宽的湖泊的交汇处形成的。

“毅力”小组在悬崖附近发现了一座突出的山,他们称之为科迪亚克山,并发现它包含独特的地质结构。

在它的悬崖表面,他们观察到几米高的倾斜岩层夹在水平岩层之间,这表明来自古代三角洲的岩石沉积物。

这证实了在耶泽罗陨石坑形成湖泊的三角洲的存在,并表明有稳定的水流进湖泊,这与37亿年前火星温暖潮湿的气候是一致的。

伦敦帝国理工学院的桑吉夫·古普塔教授说:“这些结果对取样岩石的选择策略有影响。”

“三角洲底部粒度最细的物质可能是我们找到有机物和生物特征证据的最佳选择,而顶部的巨石将使我们能够对旧地壳岩石进行取样。”

“这两项任务都是在火星样本返回之前对岩石进行取样和储存的主要目标。火星样本返回是未来将这些样本带回地球的任务。”

(A)从数字高程模型(DEM)中得到的10米高程等高线的HiRISE镶嵌图,显示了Jezero环形山和着陆点(非正式命名为Octavia E. Butler(红点))内的西部扇形;白色弧线表示(B)和(C)的视场;(B)被非正式命名为Kodiak的山丘,由Mastcam-Z从2.24公里的距离拍摄;(C)三角洲前缘的Mastcam-Z增强彩色镶嵌图,从2.20 km的距离拍摄,黑盒子表示感兴趣的陡坡;(D到G)在对应的110毫米焦距的Mastcam-Z图像中看到的每个陡坡。图片来源:Mangold等人,doi: 10.1126/science.abl4051。

(A)从数字高程模型(DEM)中得到的10米高程等高线的HiRISE镶嵌图,显示了Jezero环形山和着陆点(非正式命名为Octavia E. Butler(红点))内的西部扇形;白色弧线表示(B)和(C)的视场;(B)被非正式命名为Kodiak的山丘,由Mastcam-Z从2.24公里的距离拍摄;(C)三角洲前缘的Mastcam-Z增强彩色镶嵌图,从2.20 km的距离拍摄,黑盒子表示感兴趣的陡坡;(D到G)在对应的110毫米焦距的Mastcam-Z图像中看到的每个陡坡。图片来源:Mangold, doi: 10.1126 / science.abl4051。

研究人员还发现了嵌在三角洲陡坡最上层的大卵石,它们一定是由高能量的洪水运输过来的。

Planétologie和Géodynamique实验室的研究员尼古拉斯·曼戈尔德博士说:“我们看到了明显的岩层,其中包含了直径达1.5米(5英尺)的巨石,我们知道它们不应该出现在那里。”

麻省理工学院教授本杰明·韦斯说:“从这些图像中得出的最令人惊讶的结果是,我们有机会捕捉到这个陨石坑从类似地球的宜居环境转变为我们现在看到的这片荒凉的荒地的时间。”

“这些卵石床可能是这种转变的记录,我们在火星的其他地方没有看到过。”

科学家们还发现了似乎是细粒粘土和泥岩的岩层——如果火星上曾经存在过古代生命,这些岩石可能会保存下来。

古普塔教授说:“更好地了解耶泽罗陨石坑的三角洲是了解该地区水文变化的关键,它可能会为了解整个星球干涸的原因提供有价值的见解。”

发现发表在杂志上科学

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n Mangold.“毅力”号探测器在火星耶泽罗陨石坑发现了一个古老的三角洲湖泊系统和洪水沉积物。科学, 2021年10月7日在线发布;doi: 10.1126 / science.abl4051

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