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這塊火星千層石裡,藏着遠古時代的一大片粼粼波光

火星。廣闊的黑紅色沙漠,與這片土地的舊狀态相對立。它很早就失去了活力,地殼不再咆哮,火山熄滅了。貧瘠的土壤無法得到一滴水浸泡,無盡的戈壁也看不到一絲生命。永無止境的塵埃呼嘯而過,卷起塵埃,在微弱的陽光下像木偶一樣翩翩起舞。這是一片荒涼的土地,但一個旅行者正在緩慢地移動。

這塊火星千層石裡,藏着遠古時代的一大片粼粼波光

好奇号的自拍照拍攝于2019年5月12日 |美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/MSSS

這是人類的創造,好奇号,火星探測器。它在未知地球的遠端行進,尋找這片土地失落的故事。

7月9日,它向其原生地球發回了一張照片。照片中的主角很普通:一塊大約人類肩膀寬度的石頭,卡其色,覆寫着細紋。這樣一塊岩石,放置在地球上可能沒有人可以看,但NASA的科學家對它特别感興趣。

這是一塊如此卑微的石頭,讓他們看到了古老的湖泊,波光粼粼的燈光和跳躍的水。

這塊火星千層石裡,藏着遠古時代的一大片粼粼波光

火星沉積岩|由好奇号NASA/JPL-Caltech/MSSS上的桅杆相機拍攝

好奇心走進了泥灣。

好奇号于2011年發射,降落在火星上的蓋爾隕石坑。在這個隕石坑中,有一個"富含粘土的區域"。顧名思義,該地區的表面富含粘土礦物(通常稱為地球上的泥漿)。近幾個月來,好奇心一直在慢慢轉移到這裡。粘性陸地帶的裸露岩石為觀察該地區地殼組成的細節提供了絕佳的機會。

7月9日和10日,好奇号用它的"眼睛"(桅杆相機,桅杆攝像頭,主要用于巡邏前景)和"手持相機"(火星手鏡頭成像儀,一種連接配接到好奇号機械臂上的相機,可以在近距離拍攝)特寫紋理岩石。根據人類在地球上地質研究方面的經驗,幾乎可以肯定這是一個巨大的火星湖的遺迹。

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好奇号手持式相機拍攝的沉積層特寫|美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/MSSS

沉積岩 - 古代環境史

湖的遺迹隻能看一塊石頭就能看到,首先是因為它是沉積岩,具有準确訓示古代環境的功能。

正如生物學家将地球上成千上萬的生命歸類為"動物","植物","真菌"等一樣,地質學家将地球上的岩石歸類為三種最大的岩石:燧石,沉積岩和變質岩。

由熱岩漿直接凝固形成,它是火熱的岩石,由表面堆積的砂岩碎片凝固,是沉積岩,而當這兩類岩石在地殼中埋藏的時間足夠長,甚至當成分發生變化時,就會形成變質岩。

岩石不僅存在于地球上,任何類地行星(如火星、金星、泰坦等),甚至許多小行星,都是由岩石組成的,但其中大部分都是成火的岩石。沉積岩和變質岩難以形成。

沉積岩是礫石、沙子、粉末、灰燼、泥漿等地表堆積物壓實和凝固的産物。要使這些東西出現在一顆行星的表面,有一個前提密不可分:即地表必須有大氣層和水流,行星表面可以長期磨損,破壞岩石。此外,他們扮演搬運工的角色,堆積這些破碎的碎片,将其埋藏一點,最終将其粘合到岩石中。是以,行星表面沉積岩的存在至少可以表明,在岩層形成的曆史時期,該行星有大氣層和水流。

那麼,大氣是如何吹的呢?水面上的水會形成什麼?它是一條長長的河流還是一片廣闊的湖泊?此時,沉積岩将利用其堆積方法,以其積累的特殊質地結構,以其層厚和粒度等資訊,忠實地反映了這一切。

這塊火星千層石裡,藏着遠古時代的一大片粼粼波光

這種沉積岩在地球上并不少見|維基百科

這種對應關系非常精确。科學家認為,這次發現的火星岩石是一個古老湖泊的産物,因為岩石的沉積特征,隻放在湖泊獨特的流體動力學參數上,才能得到解釋。

它由一層細膩的圖案平鋪而成。随着樹木的年輪随着時間的推移而增加,地殼表面的沉積物将随着時間的推移逐層堆積,最終形成連續的地層。地層的厚度,每組圖案中沉積物的粒徑,所有這些參數,都與水流的能量有關。

當一層中的沉積物顆粒很大時,攜帶它們的水是非常能量的(否則它不會移動)。泥基地層,通常在平靜,弱的流體動力學條件下緩慢沉降(水弱到足以甚至沙子,隻有懸浮的泥漿水緩慢沉降)。

除了成分之外,地層本身的質地也反映了當時的水流條件——當水體特别安靜,無法承受大風和海浪時,岩石會留下一個微妙的水準層,而在波浪頻繁攪動的環境中,地層會留下巨大的交錯層。

大型湖泊的中心往往具有一個重要特征:越靠近湖中心,湖床底部的沉積環境越平靜(由于深度,水面的波浪尚未到達),這有利于沉積微妙而均勻的圖案, 而在其他地表水體如湖岸、河流等地表水體中,波浪的激蕩能量要麼一直很強,要麼強而弱,不會像五大湖中心降水那樣細膩穩定水準層。

發現一個古老的火星湖已經足夠令人興奮了,但科學家們仍然期待更多。事實上,一開始就将蓋爾隕石坑設定為着陸點,預示着好奇号之行必将是一項重要任務。無論是在前幾年的岩石表面上鑽探,還是特别注意今天的五大湖遺迹,它都是最終主線上的一個規劃節點。這條主線構成了人類關于火星的終極問題——這裡是否有生命。

古老湖泊的遺迹自然是探索古代生活的最佳場所。

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在深邃而平靜的五大湖深處,它一直是生物|維基百科

深湖 - 化石博物館

至少在地球上。無論是今天存在的五大湖,還是數億年前的湖泊沉積物,無數雄辯的例子表明,深湖可能不是生命最繁榮的地方,但它們絕對是生物死後理想的睡眠場所。

在一個環境中,大量的生物體要繁殖,隻要有良好的生存條件。但是,生物繁殖的地區不一定是有利于化石儲存的地區。

對于水生生物來說,這些"生存恩惠"往往是淺而幹淨的(透光、光合作用,形成生态鍊的基礎),水流湍流(有助于提供"活水",溶解氧、養分的頻繁輸送)。這些活生生的時光可以"嗨轉天"的天堂,并不是理想的墓地。富氧水體、活躍的生态鍊和湍流使生物的遺骸無法穩定,更不用說化石數百萬年甚至數十億年了。

如果生物想要被埋葬,它們可能必須滿足環境足夠安靜(不受水侵蝕),化學反應不活躍(以避免氧化)以及盡快埋葬(以避免環境變化和夢想長夜)的條件。考慮到這些因素,大水域的沉積中心(如五大湖的中心,大陸架的深沉)通常是最好的埋葬地點。看看地球上著名的化石形态:從西南支牛吉龍群中結構豐富的筆石生物,到華北中年熱河生物群中栩如生甚至毛茸茸的中國龍鳥,都不符合這樣的埋葬條件。

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在頁岩和泥岩等脆弱的沉積岩中,通常有儲存完好的詳細化石。在地球和火星上都是這樣嗎?|化石博物館

切換到另一個星球的這些原因也是如此。隻要火星上曾經出現過生命,即使是最原始的,古代五大湖的中心也提供了最适合埋葬它們的環境。如果一個王朝幸存下來,它将留下印記。當淡淡的陽光和濕潤的表面在曆史中沉睡時,當短暫的黃金時代成為子孫後代幹燥荒涼的岩山時,這個沉睡的外星世界,也有機會再次看到這一天。

也許生命的證據隐藏在好奇号最近研究的那塊千層蛋糕般的石頭裡!

你看,黃沙是一片漫長的土地,一台毫無生氣的機器正試圖尋找生命的遺迹。這張照片的影響,不亞于紅色沙漠與蔚藍的深海形成鮮明對比,但也許是今天太陽系故事的最好注腳。

作者: 鷹

編輯:斯蒂德

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編号:國科42

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