地质学家发现,美国国家航空航天局好奇号探索的是火星的表面沉积物,而不是古老的湖泊沉积物。

2012年,美国国家航空航天局的好奇号火星车在火星盖尔陨石坑着陆,因为许多科学家认为这个陨石坑是30多亿年前火星上一个古老湖泊的遗址。此后,火星车一直行驶,利用其一套仪器进行地质分析,时间已超过3190个火星日(相当于3278个地球日)。在分析了这些数据后,香港大学理学院地球科学系的研究人员认为,火星车在大多数任务中测量的沉积物实际上不是在湖中形成的。

研究小组认为,在过去八年中探索和分析的沉积岩堆实际上代表了空气降落和风在大气中再处理时沉积的沙子和淤泥。水和砂相互作用形成的蚀变矿物不是在湖泊环境中出现的。他们提出,“潮湿”的环境实际上代表了类似于古代大气中降雨形成的土壤的风化作用,与现在有很大不同。

这一发现最近发表在《科学进展》上。这篇论文由研究生刘家成、他的导师Joe MICHALSKI副教授和合著者周美福教授领导,他们都来自地球科学系。研究人员使用化学测量和X射线衍射(XRD)测量,以及岩石纹理的图像,来揭示岩石成分趋势和地质过程之间的关系。

Michalski博士说:“嘉诚展示了岩石中一些非常重要的化学模型,这些模型在湖泊环境中无法解释。关键是有些元素是可移动的或易溶于水的,而另一些是不可移动的,或者换句话说,它们保留在岩石中。一个元素是否流动,不仅取决于元素的类型,还取决于流体的性质。无论流体是酸性的、含盐的还是氧化性的。贾成获得的结果表明,不可动元素是相互关联的,并在岩石剖面的高部位强烈富集。这显示了自上而下的风化,正如你在土壤中看到的。此外,他的研究表明,随着风化的增加,铁被耗尽,这意味着古代火星上当时的大气是还原性的,而不是像现代生锈的行星那样是氧化性的。”

了解火星大气和整个地表环境是如何演化的,对于探索火星上可能存在的生命以及我们了解地球早期历史可能发生的变化都非常重要。“显然,研究火星是非常困难的,需要融合创造性和技术先进的方法。刘家成和他的合著者利用遥感技术进行了令人着迷的观察,以了解古代沉积物的化学成分,并为其早期发展提供信息。他们的数据挑战了关于这些独特岩石形成的沉积环境和形成它们的大气条件的现有假设——特别是,作者展示了在类似于沙漠的亚热带环境中的还原大气中风化过程的证据,而不是在水-湖环境中。事实上,这项工作将为未来的研究带来新的令人兴奋的方向。”地球科学系的副教授Ryan McKenzie博士补充道。