港大发现NASA火星车过去探索的实为风成沉积物而非湖相沉积物

香港讯   8月7日，香港大学发布消息：港大地质学家发现NASA好奇号火星车过去8年探索的实为风成沉积物而不是湖相沉积物。

2012 年，美国太空总署（NASA）的好奇号火星车（火星探测车）登陆火星的盖尔陨石坑内，当时不少科学家认定陨石坑所处的位置为一个30 亿年前形成的湖泊所在地；从那时起，好奇号火星车便进行了逾 3190个火星日（约3278个地球日）的地质研究，并针对性地研究盖尔陨石坑内的具有层理且含有粘土矿物的岩石。香港大学（港大）理学院地球科学系的研究团队在分析好奇号火星车收集得来的数据后，提出不同的论点­——其盖尔陨石坑内大部分的沉积岩实际上并不是在湖泊环境中形成的。

研究小组认为，火星车在过去八年所探索和分析的沉积岩实际上是由风成的砂质或粉砂质沉积物组成，而当中的粘土矿物并非如估计般在湖泊环境中形成。他们提出，这些粘土矿物乃于早期火星降雨条件下因风化成土作用形成，而当时火星的大气环境明显有别于现代的火星大气环境。

这项研究由港大地球科学系博士研究生刘嘉成、其论文导师Joe MICHALSKI博士及共同指导导师周美夫教授合作完成。研究团队主要利用火星车上的化学和矿物探测仪器获取的数据，结合岩石结构的照片，来揭示这些岩石的形成机制。这项发现最近于权学术期刊《科学前沿》（Science Advances）中发表。

“嘉成证明了盖尔撞击坑的岩石中存在一些非常重要、但无法用古湖泊环境来解释的化学成分的变化趋势。”Michalski 博士解释说。“有些元素在水中具有可迁移性（可溶于水），有些元素在水中不具有可迁移性（倾向于保留在岩石中）。元素的可迁移性不仅取决于其类型，还取决于流体的性质，比如说溶液的酸碱度、盐度、氧化还原性等。研究结果表明，在好奇号火星车探测的岩石剖面中，不可移动性元素乃相互关联，且其含量随着岩石剖面的高度增加而逐渐富集，同时可移动性元素随着岩石剖面的高度增加而逐渐亏损。这意味着盖尔撞击坑岩石剖面中存在自上而下的化学淋滤，是一种在成土过程中才可观察到的现象。”此外，研究还表明，在盖尔古风化壳的上部，铁缺失便较为明显，代表古代火星上的大气层具有还原性，而不是现时的氧化性。

港大沉积学家兼地球科学系助理教授 Ryan McKenzie 博士说：“理解火星大气和地表环境的演化，对于探索火星上潜在存在过的生命及对我们认识早期地球如何演化非常重要。研究火星非常困难，一个好的火星科学研究往往须结合创新的思维和先进的科技。嘉成和共同作者们通过利用火星科学实验室上的载荷及设备，并结合遥感技术进行了有趣的观察和分析，以研究火星早期沉积物的化学成分，为早期火星的地表环境提供了重要信息。他们的数据对这些独特岩层形成机制的现存假设提出了挑战，并对它们形成时所处的大气条件进行了合理的推测。作者尤其证明了这些岩石的层理是由风成沉积作用形成，而非氧化性化学风化作用控制了这些岩石化学成分的变化，也就是说，这些含粘土具有层理结构的岩石并不是在湖泊水环境中形成，推翻了长期以来的假设。这项工作将为未来的行星科学研究带来启发，迈向令人兴奋的新方向。”

火星向来是科学家的研究焦点，今年5月中国首个巡视器「祝融号」火星车成功登陆火星，目前正在火星乌托邦平原巡视，其任务是探索火星气候变化的矿物学和地球化学线索。中国计划在未来十年内进行一次样本返回任务。

（《中国基建报》记者 郭政新 香港报道）