据美国《大众科学》杂志报道,美国宇航局的火星勘测轨道器(MRO)拍下一些靓丽的火星照片发送回了地球。火星勘测轨道器2006年3月到达火星,它上面装有6架仪器,包括摄像机和雷达,其中的HiRISE可以拍摄到特别清晰的火星照片,从而让科学家最详细地观看到火星上的独特风景。通过研究火星的地质和气候,科学家希望确定火星是否曾经有过生命的存在,有一天人类是否可以移居到火星上去。
1.火星岩层之谜
火星勘测轨道器看到了火星北极满是尘埃的冰层一层层叠加起来,直达3公里的厚度,揭示了火星北极博勒拉峡谷(Chasma Boreale)悬崖的地质形成结构。在此图像中,这些堆积的冰层显示有不同的内层,这意味着在此冰层形成时,火星上的气候发生了变化。此沉积层截面还反映了与众不同的沙层和满是尘埃的冰层。这种层次交错的地形特征出现在此沙层之中,表明其每一层来源于一个沙丘,而此沙丘随后被冰覆盖了。
2.欧罗姆(Aureum Chaos)上的雪崩

第一眼看这些蓝色的波形有点像是海上的波浪,这是火星勘测轨道器拍摄到的露出欧罗姆混乱高原地表的火星层岩和丘冈,长约6公里。Aureum Chaos地质史十分复杂,科学家认为,该低地曾经充满沉积岩、冰、尘埃、沙粒或火山灰,后来由于地表下岩浆冷却、冰融解或水"流失"而形成空洞,致使上面的沉积岩倒塌在空洞中,结果在地表形成如此混乱状态的地形。此图片上的颜色差异表明侵蚀还在加剧。
3.米亚莫托(Miyamoto)弹坑的财宝

在此照片上,专门研究火星地形矿物组成的火星专用小型侦察影像频谱仪揭示了米亚莫托(Miyamoto)弹坑中的页硅酸盐。科学家认为这些矿物质是在水中形成的。火星科学实验室探测器将进一步探测这一地形。
4.显露流体流动迹象的溪谷

戈耳贡(Gorgonum Chaos)充满乱七八糟的溪谷、悬崖和平原,其附近的溪谷具有充足的证据,可证明一些流体曾经流经过火星。由于它们与地球上水形成的地形酷似,这些溪谷表明火星流体曾在几百万年前出现过。
5.解密北部沙丘

此图片上展示的沙丘区域位于火星北极冰盖附近。在每一个火星冬季里,温度低到零下143摄氏度,固体二氧化碳就形成了北极冰盖。当春季到来温度上升到18摄氏度时,此冰盖直接升华成气体。图左边那些偏远的新月牙形沙丘是由从南至北的风形成的,同样通过升华而解冻。
6.解密北部沙丘II

火星沙丘上的黑点是霜冻在升华的地方,从而显露出更加黑暗的玄武岩沙地。由于这些沙丘酷似地球上的沙丘,可帮助科学家深入了解火星气候条件。
7.雪崩揭露火星水循环

冰和沙从690米高的斜坡上奔腾而下,形成了壮观的雪崩景象。HiRISE拍摄到的火山活动不到4处,表明这种狂暴活动很少出现在火星平静的地形中。科学家将研究这些火山灰烬,以了解火星水循环是如何在水汽和冰之间进行的。
8.条纹直下

火星表面的巴拉姆(Bahram)峡谷长320公里,上面有明暗的条纹从斜坡上直泻而下。此暗色斜坡上显现较亮条纹的罕见图片能帮助科学家检查此条纹是如何形成的,结果表明可能是雪崩或风化形成的,也可能是液体留下的污迹。
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机遇号发回的火星照片,照片中地面的裂缝是由于硫酸盐的收缩造成的。
(图片来源:UC Berkeley)
北京时间6月26日消息,据美国科学日报报道,由加州大学伯克利分校地球学家负责的最新火星土壤分析数据表明,过去火星大气层中曾拥有足够水分,以细毛雨或落在地上的露水形式出现。进而揭示火星大气层与表面水资源的交互作用。
这项研究推翻了之前的一些主流观点,科学家曾认为火星初期存在着液态水,这些水资源主要来自上涌的地下水,而不是来自大气层中的雨水。为了得出这些结论,加州大学伯克利分校研究员使用美国宇航局火星探测器所获得的土壤测量数据进行分析,这些火星探测器包括:“海盗1号”、“海盗2号”、“探路者号”、“机遇号”和“勇气号”。这5次火星探测任务提供了1976-2006年间较广泛的火星勘测地点土壤分析。
加州大学伯克利分校生态科学教授罗纳德·阿穆德逊说,“通过对火星土壤的化学分析,我们可以获得关于火星气候历史的重要信息。关于火星地质的主流观点已由之前的探测任务获得——混合了灰尘和岩石的火星土壤所具有的化学性是由历史长期积累形成,同时结合了上涌地下水的效应。这种地质结构与地球上任何土壤形式都不一致。我们试着通过地球上存在的地质学和水文学原理再次重新评估讨论火星地质数据。”该研究报告最终将发表在6月底出版的爱思唯尔期刊《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta,GCA)网络版上。
前几周,美国宇航局“凤凰”号探测器在火星北极采集了土壤样本,并进行化学成份分析,该测试目标意在确定是否火星曾经孕育生命体,6月20日,凤凰号科学家宣称在火星土壤之下发现冰。然而,美国加州大学伯克利分校研究人员并未直接获得火星表面存在生命的证据,但暗示适宜生命存在的气候如果存在,之前就应该探测到。
目前,火星表面温度太低以至于水无法以液态形式存在,但是科学家们普遍认为在火星地质最早期——46-35亿年前的诺亚世(Noachian epoch),火星大气层中充满着足够的温室气体能够加热大气层气体,可实现湖泊和河水流动。阿穆德逊解释称,但不同于地球,火星并不存在板块构造理论,板块构造有助于形成火山和用于持续加热大气层中来源于陆地的温室气体。他指出,许多科学家认为火星从46-35亿年前从诺亚世至西方纪时期(Hesperian era),火星表面上的水既没有冻结,也没有蒸发。据悉,当前火星处于第三地质学时期亚马逊世时期,该时期始于18亿年前。
这项最新研究暗示着液态水存在于西方纪时期火星大气层中,为了支持这项观点,研究小组对“海盗号”、“探路者号”、“勇气号”探测器着陆地点的土壤进行了分析,这些土壤样本中具有构成岩石成分中不为人知的基础元素,显示出水曾经向下流动穿过泥土,并携带着基础元素。阿穆德逊同时指出火星土壤曾记录了长期干旱,就如同目前富含硫酸盐地质。这种与众不同的硫酸盐堆积土壤出现于智利北部的阿塔卡马沙漠,这里年平均降雨量为1毫米,是地球上最干旱的地区。
阿穆德逊称,类似阿塔卡马沙漠和阿塔卡马干旱谷的地形也出现于火星表面。他还强调指出,硫酸盐普遍存在于地球的海洋和大气层中,并出现于雨水之中。然而硫酸盐是一种典型的可溶解物质,当表面遭受雨水时会将硫酸盐冲洗。火星土壤中与众不同的堆积特性表明湿气向土壤之下移动。火星土壤中化学成份的分布性表明,表面硫酸盐堆积之下有氯化盐物质,这说明大气层具有一定的湿度。
阿穆德逊说,“硫酸盐在水中的溶解度要低于氯化物,因此水通过蒸发的形式变化,我们期望在火星表面和硫酸盐之下发现氯化物。但是当水向下移动,这完全颠倒了氯化物向下移动以及硫酸盐停留接近于火星表面。但是长期大气循环不仅添加了灰尘和盐,液态水还周期性进入土壤表层,使盐物质向下移动。”他指出科学家们仍对地球上大气、地质状态与火星环境状况进行对比产生许多争议,这项最新研究表明火星土壤可能是一个“博物馆”,记录着关于该行星上水资源历史的化学信息,同时地球也具有该特性可以解释类似的地质记录。
像火星上同样干旱岩床地质与地球有许多类似之处,类似的地球沙漠干旱地区具有一定的水文学和地质学特性。阿穆德逊说,“我们的研究表明火星并不是一颗与地球有本质区别的行星,我们将研究类似阿塔卡马沙漠等地形,进一步洞悉火星的气候历史变化。”(来源:新浪科技 魏冬)
(《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta),doi:10.1016/j.gca.2008.04.038,Ronald Amundson, Christopher McKay)