2023 年 9 月，当 NASA 的毅力号火星车到达火星 Jezero 陨石坑的内缘时，执行任务的科学家们对他们的发现感到惊讶。这个地质区域被称为“边缘单元”，沿着一个古老的火星湖的岸边延伸，因此他们预计沉积岩会在数千年的时间里形成，就像层层沙子堆积在一起一样。地球上的沉积岩由粘土和淤泥组成，有利于保存过去的微生物生命。科学家们对火星轨道飞行器检测到的碳酸盐矿物的强烈信号特别感兴趣。在地球上，碳酸盐通常形成于可以维持生命的浅海和湖泊环境中。
相反，火星车团队发现了火成岩，它们可以由岩浆或地表火山活动在地下形成。火成岩是极好的记录，特别是因为其中的矿物晶体保留了它们形成的确切时刻的细节。通过这样做，他们保存了早期火星上令人惊讶的复杂水活动记录。事实上，这些岩石已经显示出至少三次与水相互作用的迹象，每次接触都改变了它们的化学成分和外观。研究结果周一发表在期刊上 通信地球与环境。
这些发现背后的仪器是超级相机，它位于火星车桅杆顶部，根据地质特征反射的光来确定地质特征的矿物学。当科学团队发现一块有趣的岩石时，他们可以向 SuperCam 发送命令，将激光发射到最远 21 英尺（6.5 米）的地方。所得等离子体光谱揭示了目标化学成分。 Sustainability 在本节中分析了超过 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、该研究的主要作者坎迪斯·贝德福德 (Candice Bedford) 表示：“在我们进入边缘单元之前，基于轨道观测得出的主要假设是，从轨道上看到的碳酸盐是通过与杰泽罗陨石坑中的湖泊相互作用而形成的。” “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。”
Stability在海拔约870英尺（265米）处发现了边缘单元。在海拔较高的地方，它发现了颗粒状和结晶状的岩石——这是矿物橄榄石的迹象——几乎没有任何迹象表明水接触过它。该地区的橄榄石单元由镁和铁组成，形成于地下深处的岩浆体中，冷却缓慢，足以使颗粒生长，只有在上覆土地被侵蚀后才到达地表。在湖边的下部，岩石看起来发生了变化，因为橄榄石颗粒被它们之间的硅打破了。
碳酸盐和硅矿物是寻找古代生命的重要标志。当水与地球上的橄榄石相互作用时，反应会释放出氢，氢可能是某些微生物的食物来源，留下碳酸盐和硅，这两种矿物质密封了微生物过去存在的痕迹。
持久性组可以确定保证金单元与水相互作用的顺序，但不能确定它们的年龄。当水第一次到达边缘部分的岩石时，富含二氧化碳的地下水与橄榄石发生反应，导致形成碳酸盐脊，切穿低海拔的基岩碎片。如今，随着周围较软的岩石磨损，这些充满碳酸盐的裂缝仍然存在。
第二次水到达岩石可能与火山口曾经存在的湖泊有关。
“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，我们在水线以下沉积的岩石中看到更多的二氧化硅。”
最近的一次水事件发生在 Marja 单元东部的一个地点，那里的矿脉厚约 10 英寸（25 厘米），形成了硫酸钙和萤石等矿物质。萤石的发现是一条重要线索，因为它通常是在热水流过火山岩时形成的，表明该地区经历了晚期的地下水加热事件。
“如果说我在火星飞机工作十年后学到了一件事，那就是火星总是会给你带来惊喜，”贝德福德说。 “事情像我们从轨道数据中预期的那样是非常罕见的。我希望这项工作将有助于改变科学家们看待杰泽罗陨石坑和整个火星水历史的方式。最终，我希望它将帮助行星科学家重建火星的气候和早期宜居性。”
毅力号火星任务的主要目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车描述了火星的地质和过去的气候，并收集和保存了火星岩石和风化层。
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