“好奇號(hào)”在火星蓋爾隕石坑發(fā)現(xiàn)古代大洪水痕跡

從以往的研究中，我們已經(jīng)知道火星的蓋爾隕石坑在幾十億年前曾經(jīng)擁有一個(gè)或一系列湖泊。近日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的“好奇號(hào)”火星探測(cè)車(chē)發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)古大洪水沖刷過(guò)該地區(qū)的證據(jù)。

自2012年以來(lái)，NASA的“好奇號(hào)”火星車(chē)就一直在探索蓋爾隕石坑，并且已經(jīng)證實(shí)有一個(gè)湖泊——或者說(shuō)是一系列湖泊和流動(dòng)的溪流——在幾十億年前存在于那里。更多的證據(jù)表明，火星曾經(jīng)比現(xiàn)在更濕潤(rùn)，更適宜生命存在。

蓋爾隕石坑以澳洲天文學(xué)家沃特·弗雷德里克·蓋爾的名字命名，其直徑為154公里，已經(jīng)存在了約35億至38億年之久。2020年11月18日，科學(xué)家們宣布了一項(xiàng)基于“好奇號(hào)”數(shù)據(jù)分析的新研究，讓我們?cè)俅慰吹搅松w爾隕石坑的過(guò)去。那里發(fā)生過(guò)巨大的洪水，可能是由隕石撞擊造成的。洪水以難以置信的力量沖刷過(guò)隕石坑，留下今天仍然可見(jiàn)的漣漪痕跡。

美國(guó)康奈爾大學(xué)、杰克遜州立大學(xué)、NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和夏威夷大學(xué)的研究人員于2020年11月5日在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上發(fā)表了這項(xiàng)經(jīng)同行評(píng)議的新發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為，隕石撞擊產(chǎn)生的熱量可能是造成大洪水的原因，因?yàn)檫@導(dǎo)致了火星表面的冰融化。這一發(fā)現(xiàn)有些令人驚喜的成分，因?yàn)槭恰昂闷嫣?hào)”首先發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而軌道探測(cè)器此前并未識(shí)別出這些結(jié)構(gòu)。正如作者之一的阿爾貝托·法倫（Alberto G.Fairen）所說(shuō)：“我們首次利用好奇號(hào)探測(cè)器觀測(cè)到的詳細(xì)沉積學(xué)數(shù)據(jù)確定了大型洪水。在以前的軌道飛行器數(shù)據(jù)中，并沒(méi)有識(shí)別出這些洪水留下的沉積物?！?/p>

“好奇號(hào)”在蓋爾隕石坑的沉積層中發(fā)現(xiàn)了巨大的波浪狀特征。這些特征被稱(chēng)為“巨波痕”（megaripple）或“反沙丘”（antidune），高約9米，間隔約140米。它們的外觀與地球上大約200萬(wàn)年前融化的冰所形成的特征驚人地相似，表明在大約40億年前，蓋爾隕石坑底部發(fā)生過(guò)大洪水。

根據(jù)科學(xué)家們的說(shuō)法，巨大的撞擊很可能是造成大洪水的原因。撞擊不僅融化了冰，還釋放出被凍結(jié)在火星表面下的二氧化碳和甲烷。水蒸氣和這兩種氣體的結(jié)合，在很短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造了溫暖、潮濕的環(huán)境。由此產(chǎn)生的凝結(jié)物在大氣中形成了類(lèi)似于地球上的水蒸氣云。這些云層使火星上大部分地區(qū)都出現(xiàn)了傾盆大雨。

在蓋爾隕石坑，雨水和其他水流一起從夏普山（Mount Sharp）傾瀉下來(lái)。夏普山是位于隕石坑中央的一座大山，許多侵蝕進(jìn)山丘的河道成為科學(xué)家研究火星地層的絕佳場(chǎng)所，目前“好奇號(hào)”正在探索它的底部。所有這些水產(chǎn)生了巨大的山洪，形成了我們今天仍然可以看到的波紋，包括在“丘陵平原單元”（Hummocky Plains Unit）中形成的礫石山脊，以及在“條紋單元”（Striated Unit）中形成的脊槽帶。

洪水事件留下的地質(zhì)線(xiàn)索揭示了蓋爾隕石坑的歷史環(huán)境與我們現(xiàn)在看到的有很大不同。很難想象蓋爾環(huán)形山會(huì)發(fā)生如此大規(guī)模的洪水，但地質(zhì)證據(jù)表明它們確實(shí)發(fā)生過(guò)。此前來(lái)自“好奇號(hào)”的證據(jù)也證實(shí)了隕石坑中曾經(jīng)長(zhǎng)期存在過(guò)湖泊和流入其中的河流。

阿爾貝托表示，從地質(zhì)學(xué)的角度來(lái)看，早期火星是一顆非?；钴S的行星。這顆行星具備了支持液態(tài)水存在的條件，而在地球上，哪里有水，哪里就有生命。既然早期火星適宜生命存在，那真的會(huì)有生命嗎？這個(gè)問(wèn)題還需要等待下一臺(tái)火星漫游車(chē)“毅力號(hào)”的解答。該火星車(chē)已經(jīng)于2020年7月30日發(fā)射，預(yù)計(jì)將于2021年2月18日登陸火星。它的外觀和“好奇號(hào)”大致相同，還攜帶了一臺(tái)無(wú)人機(jī)，作為探索研究的輔助。

軌道探測(cè)器在火星的其他地方也曾發(fā)現(xiàn)洪水的跡象。NASA的火星探路者號(hào)（Pathfinder）于1997年在阿瑞斯谷（Ares Vallis）著陸，也發(fā)現(xiàn)較小的圓形鵝卵石和較大的巖石向同一個(gè)方向傾斜并堆積起來(lái)，這些都是遙遠(yuǎn)的過(guò)去發(fā)生過(guò)大規(guī)模洪水的證據(jù)。“好奇號(hào)”的地面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)使這一切又變得更加復(fù)雜?！昂闷嫣?hào)”甚至還研究了幾十億年前流入蓋爾隕石坑的溪流所沉積下來(lái)的古河床礫石。

曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)大洪水、湖泊和溪流的蓋爾隕石坑，是一個(gè)與今天截然不同的地方。那里肯定適合生命存在，至少對(duì)微生物來(lái)說(shuō)是這樣。我們?nèi)匀徊恢朗欠裾娴挠猩镌谀抢锷钸^(guò)，“好奇號(hào)”探測(cè)車(chē)也不具備揭曉這一問(wèn)題答案的能力。但隨著“好奇號(hào)”探索得越多，火星生命存在的可能性似乎就越大，一切都有待時(shí)間來(lái)解答。