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，任务科学家们对他们的发现感到惊讶。一个被称为“边缘单元”的地质区域沿着古老的火星湖岸延伸，因此他们预测沉积岩是在数千年的时间里形成的沙层。地球上的沉积岩由粘土和淤泥组成，能够很好地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感到特别惊讶。在地球上，碳酸盐通常支持浅海和湖泊环境中的生命。
相反，火星车团队发现了火山岩，这些火山岩是由岩浆或地表火山活动在地下深处形成的。火成岩是极好的记录保存者，特别是因为其中的矿物晶体保存了它们形成的确切时刻的细节。在这种情况下，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，这些岩石至少在三个不同的场合显示出与水相互作用的迹象，每次接触都进一步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 SuperCam，它位于火星车的桅杆上，根据矿物反射的光确定矿物的地质特征。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，在 21 英尺（6.5 米）外发射激光。产生的等离子体的光谱揭示了目标的化学性质。因此，Persistence 分析了整个部门超过 185 个基本目标。
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：“在我们到达边缘单元之前，基于轨道观测的主要假设是，它是由碳酸盐轨道形成的，而碳酸盐轨道是与杰泽罗陨石坑中的一个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。边缘单位的发现很重要，因为杰泽罗陨石坑是火星上最大的碳酸盐暴露地之一，所以我们在这里学到的东西远远超出了这个陨石坑。”
毅力号探索了大约 870 英尺（265 米）处的边缘单元。在海拔较高的地方，它发现了粗粒和结晶的岩石——橄榄石矿物的特征——几乎没有被水接触过的迹象。该地区的橄榄石单元岩浆由镁和铁组成，在地下深处形成，缓慢冷却使其颗粒长大，只有在其上方的土壤受到侵蚀后才到达地表。在该装置的底部，在湖底，当橄榄石颗粒与它们之间的二氧化硅破裂时，岩石发生了变质。
碳酸盐和硅矿物是寻找古代生命的重要信号。当地球上的水与橄榄石相互作用时，反应会释放出氢气，这是一些微生物的食物来源，并留下碳酸盐和二氧化硅，这两种矿物质锁定了这些微生物过去存在的痕迹。
持久性组可以确定边缘单元与水相互作用的顺序，但不能确定它们的年龄。在第一种情况下，水到达边缘单元的岩石，富含二氧化碳的地下水与橄榄石发生反应，导致通过较低海拔基岩的裂缝形成碳酸盐脊。如今，随着周围软岩的磨损，这些充满碳酸盐的裂缝已经消失。
水第二次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。 “橄榄石向碳酸盐的转化留下了二氧化硅，而二氧化硅在水线以下的岩石中含量更丰富。”
在边缘单元东部的一个地点，最后发生了一次水事件，产生了厚度为 10 英寸（25 厘米）的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渗入火山岩时形成的，这表明该地区经历了后来的地下水加热事件。
贝德福德说：“如果说我在火星漫游车工作十年后学到了一件事，那就是火星不断地给你带来惊喜。” “事情很少会像我们从轨道数据中预期的那样发展。我希望这项工作将有助于重新定义科学家们如何看待杰泽罗陨石坑和整个火星的水的历史。最终，我希望它将帮助行星科学家重建早期火星不断变化的气候和宜居性。”
火星上的“持久”任务的一个关键目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描述火星的地质和过去的气候，并收集和储存火星岩石和风化层。
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