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耶泽罗岩石记录了至少三个阶段的水作用

毅力号的分析重建了陨石坑内缘岩石的化学蚀变过程。序列提示地下水及古湖泊可能参与其中,但尚不能确定各阶段的年代。

Panorama fotográfico de Jezero registrado pelo Perseverance em outubro de 2023: terreno rochoso avermelhado, elevações ao fundo e lacunas escuras do mosaico na borda inferior.
图片: NASA/JPL-Caltech/MSSS — panorama Mastcam-Z de 8 a 16 de outubro de 2023

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SUPER SCI-Z 编辑分析

火星耶泽罗陨石坑古湖泊边缘的岩石,保存着比单一水体经过更复杂的历史。9月21日发表于《通讯·地球与环境》的一项研究,在名为“边缘单元”的区域识别出至少三个流体蚀变阶段。矿物及裂隙之间的关系可以用来排列过程的先后,却不能确定每个过程发生的年代。

普渡大学坎迪斯·贝德福德领导的团队,综合了毅力号火星车SuperCam仪器获取的图像、化学测量和矿物学信息。该仪器的一项能力是向岩石发射激光:受热物质发出的光可揭示其中包含哪些元素。其他观测记录反射光及颗粒纹理。研究在整个单元分析了185个以上的岩石目标;这些是观测位置,并非带回地球的185份样本。

不同高程地形之间的比较至关重要。在较高处,富含镁和铁的橄榄石晶粒保留了相互嵌合的关系及形态,与熔融物质缓慢冷却、随后受到的水蚀变较少相符。在较低处,则可见破裂的颗粒、碳酸盐和颗粒间的二氧化硅。该单元具有火成起源,并不排除部分地段发生沉积再搬运:水和侵蚀也可能重新分配已形成的物质。

在重建出的第一阶段,富含二氧化碳的流体在岩石中循环,促进裂隙内碳酸盐的形成。这些矿物填充物比周围岩石更耐侵蚀,因而留下今天可见的凸脊。随后,其他流体改变了原有碳酸盐,形成空隙并沉积二氧化硅。第二阶段可能与古湖泊有关,也可能来自地下水化学性质的演变。蚀变的分布有助于讨论这些可能性,但仅凭分布本身还不能确定哪种作用占主导。

晚期阶段留下了含硫酸钙和萤石的矿脉,萤石是一种含钙、氟的矿物。在研究地点,厚矿脉中的萤石及其地质背景与地下受热水循环相符。这是对综合证据的解释,并不是火星车测得的温度,也不是凭某一项矿物性质就能单独证明曾有热水。论文还指出,萤石也可以在低温条件下形成。

这项重建改变了对当地宜居性的提问方式:除了寻找湖岸遗迹,还需要了解地下环境及连续发生的水岩反应。碳酸盐和二氧化硅可以保存古老过程的痕迹,包括可能的生物活动,但本研究没有识别出生命。它提供的是一个地质序列,可指导对这些岩石及毅力号采集样本的解释,而水作用各阶段仍没有绝对年代。

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要点

  • SuperCam分析了185个以上的岩石目标,以关联成分、纹理和高程。
  • 序列包括裂隙中的碳酸盐、伴随二氧化硅的蚀变,以及晚期含硫酸盐和萤石的矿脉。
  • 研究未能确定湖泊的参与方式、各阶段年代或生命的存在。
主要来源Communications Earth & Environment

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