普渡大学的一项最新研究利用美国航空航天局(NASA)“毅力号”火星车的探测数据,揭示了杰泽罗陨石坑边缘地带曾经历过复杂的地质演变。该区域曾先后存在地下水、湖泊水和热液系统,这一发现不仅重新定义了我们对火星地质的认知,更将该地变成了寻找外星古生物的关键目标。

“毅力号” (Perseverance) 火星车成功地揭开了火星水分活动的时间序列。这表明,早期的火星环境比我们此前想象的要动态得多,且更具宜居性。

背景知识:为何选择杰泽罗陨石坑?

自 2021年 登陆以来,NASA 的任务重点一直聚焦在 杰泽罗陨石坑 (Jezero Crater)。这里曾是一个古老的河流三角洲。在此之前,科学家们已知该陨石坑曾存在过湖泊,但关于其边缘单元 (Margin Unit) 的岩浆岩与水之间究竟如何相互作用,一直存在争议。此次分析将我们的视角从一个“静态湖泊”提升到了一个复杂的“水文地质系统”。

边缘单元的水循环三部曲

这项由 Candice Bedford 领导并发表在 《Communications Earth & Environment》 杂志上的研究详细指出,在 Pelican Point 和 Lefroy Bay 等战略采样点收集的岩石并非沉积岩,而是岩浆岩。然而,这些岩石经历了三个截然不同的水相阶段:

第一阶段:地下渗透

富含 CO₂ 的水渗入地下,与底层岩石反应,留下了碳酸盐的痕迹。

第二阶段:湖泊时期

岩石与充盈于陨石坑中的湖水直接接触,证据是形成了二氧化硅沉积物。

第三阶段:热液活动

受火山活动加热的流体沉积了硫酸钙和萤石。

科普小贴士:什么是热液喷口? 在地球上,深海热液喷口是无需阳光即可生存的微生物绿洲。因此,在火星上发现类似的热液系统,意味着那里极有可能曾存在过古老的微生物生命。

样本返回面临的挑战

尽管发现至关重要,但 NASA 和欧洲空间局 (ESA) 的 火星样本返回计划 (Mars Sample Return) 因预算削减面临危机。在 ExoMars 任务推迟至 2028年 的情况下,全球目光正转向中国。中国的 天问三号 (Tianwen-3) 计划有望在 2031年 左右将边缘单元的样本带回地球。

未来展望与希望

热液流体的确认 可能 表明火星的宜居条件维持时间比预想的更长。未来的任务 或许 会优先分析探测到的萤石,因为这 可能 与深层地质过程相关,进而保存了有机生物标志物。将这些样本带回地球 将是 证实这三个水相阶段是否曾孕育微生物生命的唯一途径。