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在火星上，保存完好的沉積記錄可以追溯到43億年前，甚至更早。過去的一些研究表明，雖然現(xiàn)在的火星表面現(xiàn)在是一片寒冷、干旱的沙漠，但早期的火星曾存在宜居的環(huán)境，河流和巨大的湖泊甚至可能遍布其表面。

然而，一直以來，天文學(xué)家對于火星早期的水面氣候條件卻知之甚少。火星是如何從一個溫暖、潮濕的星球，變成如今寒冷、干燥的世界的？探尋這個問題的答案，有助于我們了解地球上的生命是如何開始的。

  夏普山上的六角形  

好奇號火星車已經(jīng)在火星貧瘠的土地上漫游了十多年。自2012年以來，它一直游走于蓋爾隕擊坑。科學(xué)家認(rèn)為，蓋爾隕石坑曾經(jīng)是一個湖泊的所在地，其中心有一座約5千米高的巨大沉積物山——埃俄利斯山，通常也被稱為夏普山。

2021年，當(dāng)好奇號在攀登夏普山的沉積層時，在一片約36億到38億年前的土壤中，發(fā)現(xiàn)了一大片六角形的圖案，這與地球上的季節(jié)性干涸盆地中出現(xiàn)的圖案驚人相似，激起了天體物理學(xué)家巨大的興趣。

好奇號拍攝到的六角形的泥裂圖案。（圖/NASA/JPL-Caltech/MSSS/IRAP.）

根據(jù)一篇于近期發(fā)表在《自然》雜志的新研究，這一大片保存完好的六角形圖案是干泥的裂縫，它們是在干濕循環(huán)的條件下形成的。

  干濕循環(huán)  

好奇號火星車從富含黏土的湖床巖層，遷移到更加高層的富含硫酸鹽礦物的非湖床巖層。黏土礦物通常在水中形成，而硫酸鹽往往在水干涸時形成。這些普遍存在于每個區(qū)域的礦物，可以反映蓋爾隕擊坑在歷史上的不同時期。

之前，好奇號在夏普山下的“古浸泡區(qū)”（Old Soaker）發(fā)現(xiàn)了形成T形交叉的泥裂網(wǎng)絡(luò)，而這次的六邊形泥裂網(wǎng)絡(luò)，是好奇號在一個被稱為“Pontours”的區(qū)域發(fā)現(xiàn)的。這個區(qū)域位于富含黏土的巖層和富含硫酸鹽巖層之間的過渡區(qū)。

科學(xué)家已經(jīng)知道，在地球上，當(dāng)湖水退去、泥變干時，它們會收縮并開裂，形成T形交叉，正如好奇號在“古浸泡區(qū)”所發(fā)現(xiàn)的泥裂網(wǎng)絡(luò)那樣。但隨后如果出現(xiàn)的干燥和潮濕循環(huán)的環(huán)境，又會導(dǎo)致這些T形交叉軟化，變成Y形交叉，最終形成六邊形的泥裂，正如好奇號在Pontours觀察到的。

此外，好奇號的探測器還發(fā)現(xiàn)了這些泥裂只有幾厘米深的證據(jù)，這意味著這種干濕循環(huán)可能是季節(jié)性的，或者甚至可能發(fā)生得更加迅速，比如發(fā)生在山洪暴發(fā)之時。另外，在泥裂的邊緣，研究人員也發(fā)現(xiàn)了堅(jiān)硬的硫酸鹽外殼。這種鹽礦地殼能使泥裂抵抗侵蝕，完整地保存數(shù)十億年。

  幸運(yùn)的我們  

好奇號的這些發(fā)現(xiàn)，為證明火星的古氣候具有持續(xù)的、周期性的、規(guī)律的、類似地球的干濕循環(huán)提供了首個證據(jù)。這意味著，早期的火星甚至在某個時候可能具備支持生命的存在的條件。

地球生命是如何開始的？科學(xué)家并不知道這個問題的確切答案。但一種主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，正是因?yàn)?/span>陸地上持續(xù)的干濕循環(huán)，才幫助產(chǎn)生了微生物生命所必需的復(fù)雜化學(xué)的組成部分。干濕循環(huán)控制著化學(xué)物質(zhì)的濃度，這些化學(xué)物質(zhì)可以為導(dǎo)致聚合物形成的基本反應(yīng)提供養(yǎng)分。

研究人員表示，在我們的附近有像火星這樣的行星存在，是一大幸事。因?yàn)?span>地球的構(gòu)造板塊不斷地改變地表，掩埋了地球生命起源之前的歷史?；鹦菦]有構(gòu)造板塊，因此火星上的一些更加古老的歷史時期都被很好地保存了下來，正如這些泥裂那樣。這些印記為科學(xué)家研究生命的開端提供了一個特殊的機(jī)會。