新宝创造奇迹新的好奇心结果使古代火星悖论成为焦点

2020-03-22 19:30 admin
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新的好奇心结果使古代火星悖论成为焦点

来自好奇号桅杆相机(mastcam)的图像拼接显示了耶洛奈夫湾地层的地质成员

场景的前景是sheepbed泥岩,并通过gillespie lake成员上升到point lake露头

这些岩石记录了叠加的古老湖泊和河流沉积物,这些沉积物提供了过去有利于微生物生存的环境条件

大约7000万年前,由于风的侵蚀,这里的岩石被覆盖层清除,从而暴露在外

该场景是在第137个火星日(即sol)在火星上的好奇号作品(2012年12月24日)中获得的111张图像马赛克的一部分

夏普山(mount sharp)的山麓丘陵位于摄像机位置西南偏远的距离

最新研究表明,火星大约35亿年前的二氧化碳太少,无法提供足够的温室效应来融化水冰

火星科学家正在努力解决一个问题

大量证据表明,古代火星有时是湿的,水流淌并聚集在行星表面

然而,远古时代的太阳变暖约少三分之一,气候模型学家努力创造出使火星表面足够温暖以保持水不冻结的情景

一个领先的理论是,在较厚的二氧化碳气氛中形成温室气体覆盖层,从而有助于加热古火星的表面

然而,根据美国宇航局火星探测器好奇号数据的最新分析,大约35亿年前,火星的二氧化碳太少了,无法提供足够的温室效应来融化水冰

好奇心在同一块火星基岩中发现了一个古老湖泊中可能有微生物滋生的沉积物,这也增加了关于这样一个湖泊可能存在的困惑的证据来源

好奇心在所分析的基岩样品中未检测到碳酸盐矿物

新的分析得出的结论是,该基岩中碳酸盐的缺乏意味着大约35亿年前存在的湖中的火星大气不可能拥有太多的二氧化碳

加利福尼亚州莫菲特菲尔德市nasa艾姆斯研究中心的托马斯·布里斯托(thomas bristow)说,流动站检查过的沉积岩中缺乏碳酸盐矿物,特别令人震惊

即使大气中的二氧化碳比岩石中的矿物证据告诉我们的多一百倍,也很难获得液态水

布里斯托(bristow)是化学和矿物学(chemin)好奇仪器的主要研究者,也是该研究的主要作者,该研究发表在美国国家科学院院刊上

自从2011年降落在gale crater以来,好奇心尚未对所采样的任何湖床岩石中的碳酸盐进行确切的检测

如果chemin仅占岩石的百分之几,则可以识别出碳酸盐

布里斯托(bristow)和13位合著者所做的新分析计算出了可能存在的最大二氧化碳量,这与碳酸盐的缺乏相一致

在水中,二氧化碳与带正电的离子(例如镁和亚铁)结合形成碳酸盐矿物

同一块岩石中的其他矿物表明这些离子很容易获得

其他矿物,例如磁铁矿和粘土矿物,也提供了证据,表明随后的条件永远不会变得如此酸性,以至于碳酸盐会像在酸性地下水中那样溶解掉

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这种困境已经形成了多年:有关影响表面温度的因素的证据主要是从年轻太阳获得的能量以及行星大气层提供的遮盖作用,这与古代火星上的河网和湖泊的广泛证据不符

今天的火星大气中的同位素比率之类的线索表明,该行星曾经比现在拥有更高的大气密度

然而,古代火星气候的理论模型一直在努力创造条件,使液态水在火星表面上存在数百万年

一个成功的模型提出了也包含分子氢的浓二氧化碳气氛

然而,如何产生和维持这种气氛仍存在争议

这项新的研究将谜题固定在特定的时间和地点,并在地面上检查碳酸盐形成的完全相同的沉积物中的碳含量,该沉积物与行星形成后大约十亿年的湖泊记录相同

在过去的二十年中,研究人员一直使用火星轨道器上的光谱仪来寻找碳酸盐,这可能是由于二氧化碳含量更高的早期时代而产生的

他们发现的东西远少于预期

布里斯托说,为什么从轨道上没有看到太多的碳酸盐是一个谜

您可能会说出碳酸盐可能仍在那儿,从而摆脱困境,但我们只是无法从轨道上看到它们,因为它们被灰尘覆盖,掩埋或找不到正确的位置

好奇心的结果使悖论成为焦点

这是我们首次检查岩石中地面上的碳酸盐,我们知道该岩石是由水下沉积物形成的

新的分析得出的结论是,当湖存在时,二氧化碳的存在量不得超过几十毫巴,或者它会产生足够的碳酸盐,以使好奇号chemin能够检测到

毫巴是地球上海平面气压的千分之一

火星目前的大气层小于10毫巴,二氧化碳含量约为95%

nasa ames的火星气候科学家,论文的共同作者罗伯特·哈伯勒说,这种分析与许多理论研究相吻合,因为即使在很久以前,火星表面还不够温暖,无法使水变成液态

这对我来说真的是一个难题

研究人员正在评估如何调解这一难题的多种想法

有人认为也许湖不是一个开放的液态水

哈伯勒说,也许是液体被冰覆盖

如果冰不是太厚,您仍然可以通过一些沉积物来积聚在湖床中

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该解释的一个缺点是,漫游车队已经在盖尔陨石坑中寻求并没有找到证据,这些证据可能会被冰雪覆盖的湖泊所期望,例如被称为冰楔的大而深的裂缝或落石,这些裂缝会在冰层沉积时嵌入软的湖床沉积物中

他们穿透稀薄的冰

如果湖泊没有结冰,那么对好奇号缺乏碳酸盐探测的新分析将对古代火星大气造成什么挑战,将使难题变得更具挑战性

帕萨迪纳nasa喷气推进实验室的好奇项目科学家阿什温·瓦萨瓦达(ashwin vasavada)表示,好奇心穿越了河流床,三角洲和古湖中沉积的数百个垂直英尺的泥浆,这需要一个有力的水文系统来提供水和沉积物来制造岩石

,加利福尼亚

二氧化碳与氢气等其他气体混合,已成为此类系统所需的变暖影响的主要候选者

这个令人惊讶的结果似乎使它无法运行

当两行科学证据显得不可调和时,可以将场景设置为进一步了解为什么它们并非如此

好奇号任务正在继续调查火星上的古代环境条件

它由位于帕萨迪纳市caltech的jpl管理,隶属于华盛顿州nasa科学任务委员会

好奇心和其他火星科学任务是美国宇航局“火星之旅”的关键部分,它基于数十年的机器人探索,在2030年代将人类送往红色星球

出版物:thomas tow等人,《低hesperian pco2受制于gale crater的原位矿物学分析》,火星,pnas,2017年;

新宝创造奇迹综合报道

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