8 12 月, 2022

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大约 20 亿年前,最后的液态水流向火星

飞涨 / 从左上到右下的一系列间歇性亮点是一个充满盐沉积物的通道。

到目前为止,有很多证据表明火星有过水样的过去,并且有更多的数据 一直来. 但这一证据并不一定能让我们全面了解火星的过去。 那是红色星球 覆盖着水汪汪的海洋,或者是大部分的水 像冰一样被困,不规则的季节性融化?

本周,加州理工学院的两名研究人员——Elaine Liske 和 Bethany Ellman——通过发现火星上最后液态水的可能行为并确定它何时停止流动,帮助提供了更清晰的火星过去图景。 他们的秘密是追踪火星表面的盐沉积物。

跟着盐

我们在火星上发现了许多不同的盐,但重要的是氯化物(可能包括食盐中的氯化钠)。 这些特别有用,因为它们是最易溶于水的盐。 所以如果周围有水,这些氯化物盐就会溶解在里面。 这些盐的任何沉积物目前都在火星表面,然后在该地区最后的水干涸时被放置在那里。

幸运的是,从轨道上检测氯化物并不是什么挑战。 它们具有独特的光谱印记,只有少数其他化学物质(包括钻石)共有,而且不太可能在火星上大量发现。 因此,借助火星勘测轨道器的数据,研究人员绘制了火星整个表面氯化物沉积物的地图。

对这些沉积物的分析为研究人员提供了一些关于将它们放置在那里的水的数据点。

首先,您可能会认为地球上最后的液态水可能会随着池塘逐渐干涸而聚集在池塘底部。 但这不是我们在这里看到的模式。 相反,许多位于相对狭窄的通道中,沉积物高度通常高于相邻盆地。 对于 Leask 和 Ehlmann 来说,这表明水已经流入渠道,但在到达它们填充的盆地之前就干涸了。 来自这些盆地的出口通道不含盐沉积物这一事实支持了这一想法。

研究人员确定的另一个因素是这些沉积物相对较弱。 虽然很难从轨道上获得准确的深度,但在少数情况下,该团队可以估计撞击产生的陨石坑在哪里破坏了氯化物的沉积。 这些结果一致表明盐沉积物很浅 – 不到三米深。 虽然这仍然是造成大量水循环和干旱的原因,但很明显,火星不需要导致地球上形成厚盐沉积物的长期水占用。

当 20 亿是“现代”时

最后,研究人员研究了盐沉积物的年龄。 通常,这是通过检查沉积物中的陨石坑数量并假设在过去数十亿年中以常规速度进行的钻探来完成的。 但大部分盐沉积发生在狭窄的通道中,因此没有多少大表面可以建立有用的坑点计数。

取而代之的是,研究人员主要关注基岩沉积物的日期,这为沉积在其上方的盐的年龄提供了上限。 在一个案例中,该团队在一块 33 亿年前的岩石上发现了盐沉积物,该岩石已被 20 亿年前的事件改变。 在另一种情况下,盐沉积物位于 23 亿年前的火山沉积物之上。

这比许多以前的估计要新得多,当时火星非常寒冷并且失去了大部分大气以允许液态水存在。

然而,Leask 和 Ehlmann 认为这些沉积物并不代表水的永久存在。 相反,他们认为由于当地冰层的季节性融化,水出现在这些通道中,并且可能没有大量进入邻近的盆地。 他们还指出,盐沉积最多的区域与气候模型预测的当火星有水循环时我们将看到最多降水的区域重叠,因此有充分的理由相信该区域应该有大量的冰沉积。

没有任何一项分析可以提供火星过去的完整历史。 但个别结果可以让我们一窥不同时代,提供拼图,我们最终可以拼凑在一起形成更大的画面。

祖先 AGU, 2022. DOI: 10.1029/2021AV000534 (关于 DOI)。

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