好奇号的火星古湖泊奇遇

       根据NASA的好奇号火星车前3年半的发现整体地来看，一个曾经在火星上长期存在的湖泊提供了一个稳定的环境，而且这个湖的的各个部分都具有不同的环境。这些不同的环境有利于不同种类微生物同时存在于同一个湖里。

       之前的研究显示了这个湖是在三十多亿年前存在于火星的盖尔陨坑（Mars' Gale Crater）中。这项研究确定了湖中的化学条件同时用好奇号携带的仪器探测到这个湖其实是分层的。分层的湖水展示了在深水和浅水中化学和物理上的显著差异。在盖尔湖中，浅层的湖水比深层湖水中氧化剂的含量更多。

       “这两种非常不同的环境同时存在于同一个湖里，” Joel Hurowitz说，他在纽约州立大学石溪分校，是6月2日的《Science》杂志关于这个报告的第一作者。“这种氧化剂的分层结构在地球上是一种很常见的特征，而现在我们在火星上也找到了。这种在火星湖里面环境的多样性可以为多种不同微生物的存活创造机会，包括那些在富含氧化剂、缺乏氧化剂以及介于两者之间的的环境下繁殖和生长的微生物们。”

       虽然我们仍然不知道火星上是否有生命居住，但是在任何行星上寻找生命的迹象——不管是地球、火星还是更远的冰态行星——都从环境的再现去得知是否适合支持生命存在。

       好奇号于2012年登陆在盖尔陨坑的最初任务是确认火星是否有适宜微生物存活的环境条件。在第一年中，好奇号在陨坑地表的“耶洛奈夫湾（Yellowknife Bay）”发现了一些证据表明了曾经可能有淡水河和湖泊的环境，以及生命所需的主要化学成分和能量来源。夏普山是在盖尔陨坑中的一个岩石分层的山，因此好奇号去了夏普山的山脚下勘探岩层，发现在夏普山较低的区域内，随着海拔升高，岩层的年龄逐渐减小。

       最初关于夏普山低海拔区域不同地点发现的物理、化学以及矿物特性上的不同使研究团队感到很困惑。比如说较厚的岩层含有大量赤铁矿，而较薄的岩层中含有较多的磁铁矿。通过对比这些性质，可以得知沉积物所处的环境非常不同。

       研究人员们认为这些不同有可能是因为环境条件因时间或地点的变化而变化。

“我们可以得知过去发生了什么，” Hurowitz介绍道，“是什么导致了铁矿的种类在不同地区的成分不同？当我们用一个具有化学分界线的分层湖模型去模拟时，我们特别惊喜地发现：这些矿物的信息和河床的厚度可以非常完美地匹配。”

       除了展示有关湖里化学环境的新信息，Hurowitz和22个共同作者还记录了古代火星的气候波动。其中一次波动发生在火山口坑底岩石堆积的时期与夏普峰底层岩石堆积的时期之间。后来这些岩石堆积到了帕朗山（Pahrump Hills）和其他地方。

       科研团队研究火星古代气候变化时运用的方法与在地球上利用冰芯来研究过去的温度变化的方法类似。它是基于对比湖中沉积岩各层之间化学成分的不同来进行研究，这些沉积岩富含淤泥，在湖中的静水区沉淀。当盖尔陨坑中有湖水的时候，气候从较为寒冷干燥变得更加温暖湿润。从古时候较为温暖湿润能够拥有湖泊的气候到今天的一片荒芜，这样的一些短期变化在长期的气候演变中不断发生着。

        2017年中旬，好奇号将向夏普峰更高更年轻的岩层进发，对于火星上如何由古代的湖泊环境演化到更接近现在的一个干燥环境展开探索。

文章来源：https://www.nasa.gov/feature/jpl/curiosity-peels-back-layers-on-ancient-martian-lake