好奇号发现巨型多边形地貌：火星远古气候的新线索

火星表面的时间胶囊

火星表面保存着太阳系中最令人惊叹的地貌之一，这主要归因于这颗红色星球缺乏地球所拥有的多种重塑过程，包括板块构造、火山活动和流动水。尽管火星上存在沙尘暴，但这些风暴对地表形态的改变微乎其微，使得火星表面在数十亿年间基本保持原状。这种近乎原始的地貌为科学家提供了回望过去的窗口，让他们能够逐步拼凑出火星远古时期的面貌。

好奇号的新发现

近日，NASA的好奇号火星车传回了在盖尔陨石坑内拍摄的一组图像，显示地表布满多边形裂缝状特征。这类地貌在火星其他区域已被观测到，但对这辆汽车大小的火星车而言，这是首次在行进路线上直接目睹。这些多边形特征的大小约为4至8厘米（1.5至3英寸），呈现出独特的蜂窝状纹理。

好奇号任务科学家、NASA喷气推进实验室的阿什温·瓦萨瓦达博士表示：“我们通过好奇号的眼睛见过许多迷人的地貌，但这片多边形之海让我们屏息。我们仔细测量了它们的形状和化学成分，希望数据中能包含关于这些特征形成方式的线索。”

泥裂假说与远古气候

科学家推测，这些多边形特征可能是泥裂的产物。这一过程在2023年发表于《自然》杂志的一项研究中得到探讨，该研究基于好奇号在盖尔陨石坑的观测，提出强烈的干湿循环可能形成了这些裂缝。研究认为，这些泥裂可能形成于诺亚纪-赫斯珀利亚纪过渡期，大约在38亿至36亿年前，这一时期火星可能曾拥有类似地球的气候。

然而，针对这次新发现的多边形特征，研究人员认为仍需更多工作来理解其形成机制。泥裂通常发生在湿润的沉积物反复经历干燥收缩的过程中，如果这一假说成立，那么这些多边形裂缝将直接记录火星远古时期存在周期性水活动的证据。

火星上的多边形地貌多样性

值得注意的是，多边形特征在火星上并非罕见，但它们的成因可能各不相同。除了泥裂假说，其他区域的多边形地貌被认为可能由冻融循环、构造应力或火山活动形成。例如，轨道器观测到的多边形尺寸要大得多，直径从15米到超过350米不等，这些被称为陨石坑底多边形（CFPs），可能暗示着远古时期存在过静止水体。

这类大型多边形地貌出现在赫拉斯平原、诺亚奇斯地区和玛加里提弗地区。其中，赫拉斯平原是火星上最大的撞击盆地，直径约2300公里，深度超过7000米（相对于火星基准面）。

地面观测与轨道观测的差异

好奇号的地面观测与轨道器观测之间存在显著差异。地面观测到的多边形尺寸通常较小，与本次发现类似，而轨道器观测到的多边形则大得多。这种差异可能反映了不同的形成机制或演化阶段。NASA的高分辨率成像科学实验（HiRISE）轨道器自2006年起环绕火星运行，提供了大量火星表面的高分辨率图像，但地面观测能提供更细致的化学和形态数据，两者互为补充。

火星地质历史的窗口

今天的火星寒冷干燥，但其表面仍保留着数十亿年前可能发生过的过程痕迹。火星的地质历史被划分为前诺亚纪、诺亚纪和赫斯珀利亚纪，这些时期合计跨越约45亿至30亿年前，而当前时期被称为亚马逊纪。好奇号在盖尔陨石坑的发现，为研究火星从温暖湿润向寒冷干燥转变的关键时期提供了宝贵资料。

未来研究方向

研究人员强调，需要进一步分析这些多边形特征的形状和化学成分，以确定其确切形成过程。如果泥裂假说得到证实，将支持火星在诺亚纪-赫斯珀利亚纪过渡期存在周期性湿润气候的观点，这对理解火星的宜居性演化具有重要意义。此外，对比不同区域的多边形特征，有助于揭示火星全球性的地质过程。

好奇号的任务仍在继续，未来它可能会在盖尔陨石坑发现更多类似的地貌，为火星远古环境提供更多线索。每一次新发现都让我们更接近回答一个根本问题：火星是否曾经适合生命存在？

原标题：Mars Curiosity rover discovers massive field of polygons。 来源：phys.org。

阅读原文