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毅力号火星重大发现,耶泽罗撞击坑岩石揭密“三阶段”水活动历史

2026-9-28 寰宇科学

NASA“毅力号”(Perseverance)火星探测车在耶泽罗撞击坑(JezeroCrater)内缘的“MarginUnit”地质区域岩层中,发现岩石至 少曾历经三次不同阶段的水作用,为早期火星水环境提供新的地质证据。毅力号于2023年9月抵达此区域时,原先根据轨道观测推测这里 可能是古湖泊岸线,预期会找到由泥沙沉积形成的沉积岩,然而实际观察发现,MarginUnit主要是富含橄榄石的火成岩。研究团队利用毅力号仪器分析超过185个基岩目标,从矿物与化学特征重建这些岩石后续受到水改变的历史。

“毅力号”火星车于2023年10月8日至16日期间拍摄了“边缘单元”(MarginUnit)地质区全景图,该区域紧邻耶泽罗撞击坑内缘。

研究显示,MarginUnit较高处的岩石具有粗粒、结晶质特征,显示原本可能是深地下岩浆缓慢冷却形成的富橄榄石岩体,之后随地表侵蚀而暴露。这些高处岩石几乎没有受到水作用的证据,相较之下,位于较低处、接近推测古耶泽罗湖水位的岩石,橄榄石晶粒出现破裂,孔隙中则可见矽质物质,显示后来曾发生复杂的水和岩石作用反应。这也意味著MarginUnit并非单纯的古湖岸沉积物,而是一处记录地下水、湖水及后期热液活动的特殊地质区域。

研究团队重建出的第一阶段,是富含二氧化碳、接近中性至碱性的地下水在岩石裂隙中流动,与橄榄石反应并形成富含碳酸盐的矿物 。当周围较软的岩石受到侵蚀后,这些较耐侵蚀的碳酸盐充填物便形成突出的脊状构造。第二阶段可能与古耶泽罗湖水,或地下水化学条件改变有关,使原有碳酸盐重新移动,并在次生孔隙中沉淀二氧化矽。第三阶段则发生较晚,热液沿较新的裂隙流动,形成含氟石及富含硫酸钙的矿物脉。其中氟石通常与热水穿过火成岩的环境有关,显示此区后来还曾受到加热地下水系统影响。

这些发现显示,耶泽罗撞击坑的水活动并非单一、短暂的事件,而可能由不同来源与条件的流体在不同时期反复作用。碳酸盐与二氧 化矽尤其受到关注,因为在地球上,水与橄榄石反应时可产生氢,而氢能成为部分微生物的能量来源。这些矿物也可能保存过去环境的化学记录。不过,研究目前只能确定三次水作用的先后顺序,尚无法确定各事件的确切年代,也没有因此宣称发现火星生命。这段复杂的水和岩石作用历史,则使MarginUnit成为研究早期火星气候、宜居性及生命可能存在环境的重要目标。