火星上的生命可能在活火山和一个一英里深的古老湖泊附近繁衍生息

魏洋1

（左）火星——红色星球（右）位于该星球南半球的Eridania——早期火山活动的地点（图片来源:美国国家航空航天局/JPL/美国地质勘探局）

（）据美国太空网（罗伯特·李）：早期火星的构造和火山活动可能比以前认为的更加活跃。在火星的一个奇怪地区发现的63个各种火山的新例子提供了大约40亿年前构造活动的证据，这些火山具有奇怪的属性，使其有别于火星高地的其他部分。

一个行星科学家小组发现，位于火星南半球的埃里达尼亚地区的地貌似乎是根据火星地壳内部发生的变化形成的，而不是来自火星地壳上方或下方的力量。这一发现可能会影响目前由美国国家航空航天局的好奇号和毅力号火星车在这颗红色星球上搜寻古代生命迹象的工作。

“这一地区的大型盆地曾经拥有一个被称为埃里达尼亚古湖的湖泊系统，该湖最深时约有一英里深，”团队成员、行星科学研究所的行星地质学家阿斯特·科瓦特告诉Space.com。“丰富水源旁边的长期火山源可能为可能孕育生命的热液系统提供了燃料。

“至少，这些发现给了我们更多可以寻找生命证据的地方。”

与今天的地球不同，现代火星几乎没有火山或构造活动。此外，由于大约一半的红色星球表面似乎已超过35亿年，这表明地壳循环在火星上没有广泛发生。

在地球上，地壳循环是由板块构造驱动的，当一个构造板块滑动到另一个构造板块之下时，导致表面物质循环到地壳和熔化的内核之间的地幔中。

这项新研究背后的团队利用火星环球探测器、火星奥德赛号和火星勘测轨道飞行器等火星探测器的数据，研究了南半球火星埃里达尼亚地区的形态和矿物学。

“一段时间以来，埃里达尼亚地区的各种属性引起了人们的特别关注，”科瓦特补充说。“伽马射线光谱显示，这是一个具有特殊成分的地壳区域，重力数据显示，它的密度和厚度通常低于火星地壳的其他部分，磁性数据显示，它是一个强烈磁化的地壳。”

他们在四种不同的火山类型中发现了63个迄今尚未发现的火山作用实例:火山穹窿、层火山、火山碎屑盾和破火山口复合体。



火星南部的埃里达尼亚盆地被认为在大约37亿年前曾有一片海洋，海底沉积物可能是水下热液活动的结果。这张图显示了古代海洋的估计水深。(图片鸣谢:美国国家航空航天局)

该团队怀疑仅在埃里达尼亚地区就有数百个其他火山活动的例子，这些例子是大约35亿年前火星上极端地质活动的遗迹。他们还认为在这个地区看到的火山种类也可以在火星表面的其他地区复制。

构造活动给早期火星提供了动力

通过这些观察在火星上看到的地质活动类型是垂直构造，其中土地向上移动，导致隆起和下沉。这是我们今天在地球上看到的完整板块构造的前兆。

科瓦特说，这些新发现的火山特征背后的地壳变化类似于地球在25亿多年前朝着板块构造演化的道路上迈出的一步。

“在板块构造发展之前，很难将地壳回收到地幔中，因为地壳的成分更均匀，地壳更坚硬，并且相对于地幔而言具有浮力，”考瓦特继续说道。“然而，水在地壳深层的缓慢结合开始引起矿物转化，使地壳深层更加致密。”

科瓦特解释说，一旦足够多的地球下地壳经历了这些矿物转化，它就开始向下凹陷到地幔中，这一过程被称为“下沉”这将地球表面附近形成的富水矿物推向地壳更深处，在那里它们帮助形成漂浮的岩浆。这些岩浆的浮力导致地壳的其他区域上升。

这导致了由地壳下沉处的大型盆地、地壳上升处的山脉以及比地幔来源的岩石更富含二氧化硅的火山岩构成的景观。

“这正是我们在埃里达尼亚地区看到的情况，”科瓦特说。“看到前板块构造过程如此严重地塑造了地貌，真是令人兴奋。我们对地球上这些过程的许多了解要么是由严重侵蚀的古老岩石拼凑而成的，这些岩石在一定程度上是由后来的板块构造活动叠加而成的，要么是在现代环境中发生的，并受到板块构造动力学的影响。”

这一新发现的火星地质不仅可以提供一个机会来研究地球过去的一段时期，这在我们地球的地质记录中是无法获得的，而且它还可以帮助确定生命是如何在我们的星球上出现的。

这是因为这些特征背后的过程可能与生命起源的情景非常相似。在生命起源的情景中，生物出现在多孔热液喷口周围，这些喷口是加热的、富含矿物质的海水从海洋地壳裂缝中溢出的地方。

“想想这个地区的活动规模就令人震惊。科瓦特总结说:“火星倾向于以一种宏大的方式做任何事情，看到一个几乎与欧洲或阿拉伯半岛大小相当的地貌由一系列相互关联的构造过程以如此丰富的细节塑造出来是令人惊讶的。”“看到火星景观由这些过程形成并在停滞期保存下来，为我们提供了一个在更大范围内研究行星景观演变的绝佳机会。"

该团队的研究于周一（2月12日）发表在《自然》杂志上。