一项新的研究表明，杰泽罗陨石坑中神秘的“边缘单元”记录了比科学家预期复杂得多的水历史，包括古代湖泊、地下水和后来的热液活动。
当 NASA 的毅力号火星车于 2023 年 9 月到达火星湖陨石坑内缘时，研究人员预计会在火星湖岸边遇到沉积岩。这些岩石在很长一段时间内以物质层的形式积累。在地球上，由粘土和淤泥组成的沉积岩特别有价值，因为它们可以保存古代微生物生命的证据。
科学家们也对该地区感兴趣，因为火星轨道飞行器已经发现那里存在碳酸盐矿物的强烈迹象。在地球上，碳酸盐通常在湖泊和海洋中形成，包括支持生命的环境。
苏博特没有遇到预期的沉积物，而是遇到了火成岩。当岩浆在地下冷却或火山物质在地表凝固时，就会形成这些岩石。由于火成岩中的矿物可以存储有关其形成时存在的条件的信息，因此它们可以提供异常详细的地质记录。
在边缘区，这些岩石揭示了一段意想不到的复杂历史。有证据表明，它们与水至少接触了三次，每次都以不同的方式改变了它们的化学和物理外观。结果发表在期刊上 通讯地球与环境。
SuperCam揭示了火星隐藏水的历史
这些证据大部分来自超级摄像机，这是一种安装在毅力号桅杆顶部的仪器。 SuperCam 可以通过分析地质物体的反射光来确定其矿物成分。
当任务科学家发现有希望的目标时，他们可以指示 SuperCam 从 21 英尺（6.5 米）外发射激光。激光产生一小股等离子体，等离子体的光谱揭示了岩石的化学成分。使用这种方法，Perseverance 探索了整个边缘单元中超过 185 个地下目标。
印第安纳州西拉斐特市普渡大学的研究科学家、该研究的作者之一坎迪斯·贝德福德 (Candice Bedford) 表示：“在我们到达玛贾单元之前，根据轨道观测得出的主要假设是，从轨道上看到的碳酸盐是由杰泽罗陨石坑中的湖泊相互作用形成的。” “但现在我们知道这个地方成为了水系统的十字路口。Marja 装置的发现很重要，因为 Jezero 陨石坑位于火星上最大的碳酸盐暴露区域之一内，所以我们在这里学到的东西远远超出了这个陨石坑。”
杰泽罗火山口下的远古岩浆
稳定性从大约 870 英尺（265 米）的高度检查了边缘单元。在该地区的较高部分，火星车遇到了富含橄榄石的粗糙结晶岩石。这些岩石几乎没有被水改变的证据。
橄榄石含有镁和铁。研究人员得出的结论是，这种富含橄榄石的单元最初是在火星表面深处的岩浆团中形成的。岩浆冷却得足够慢，足以形成大的矿物颗粒。很久以后，侵蚀去除了上面的物质并暴露了地表的岩石。
在玛贾单元下面，靠近古湖的地方，情况就大不相同了。在那里，橄榄石发生了严重的蚀变。它的颗粒被破碎，二氧化硅填充了它们之间的空间。
碳酸盐和二氧化硅引起了寻找古代生命迹象的科学家的兴趣。在地球上，当水与橄榄石发生反应时，该过程会产生氢气，某些微生物可以将其用作能源。同样的反应还可以产生碳酸盐和二氧化硅，这些矿物质能够保留过去微生物活动留下的痕迹。
与水的三次不同的遭遇
研究人员可以重建边缘单位变化的顺序，尽管他们仍然无法准确确定每个事件发生的时间。
第一个已知事件涉及富含二氧化碳的地下水。当水流过岩石时，它与橄榄石发生反应，在裂缝内的较低海拔处形成碳酸盐。随着时间的推移，侵蚀去除了周围一些较软的物质，留下了较硬的碳酸盐填充裂缝作为山脊。
第二个时期的水活动可能与曾经充满耶泽火山口的一个古老湖泊有关。
“一些边缘单元岩石也含有二氧化硅，”夏威夷大学马诺阿分校的行星科学家、该研究的合著者埃莱妮·拉瓦尼斯 (Eleni Ravanis) 说。 “橄榄石转化为碳酸盐会留下二氧化硅，我们在水线以下的岩石中看到更多的二氧化硅。”
后来热水来了
第三集及后续剧集似乎表明热水正在地下流动。
在边缘东部的一处地点，毅力号发现了一条约 10 英寸（25 厘米）厚的矿脉。这些矿脉含有硫酸钙和萤石等矿物质。
萤石的存在提供了有关产生萤石的条件的重要线索。萤石通常是热水流过火山岩时形成的，这表明杰泽罗火山口在早期与湖泊接触和后期地下水活动后，受到早期地下水活动的加热。
综上所述，观测结果表明边缘单元并不是由单一湖泊环境形成的。相反，它成为了几个不同水系统的交汇点，这些水系统在火星历史的不同阶段改变了相同的岩石。
贝德福德说：“如果说我在火星航天器工作十年后学到了一件事，那就是火星总是为你准备着惊喜。” “事情按照我们从轨道数据中预期的方式发展是非常罕见的。我希望这项工作能够帮助科学家重新思考 Jezero 陨石坑和火星上的水的历史。最终，我希望它将帮助行星科学家重建火星不断变化的气候和早期的宜居性。”
