NASA 的 Curiosity 火星探测器于 2025 年 9 月 26 日达成了一项重大任务里程碑，在夏普山（Mount Sharp）的山坡上捕捉到了罕见的盒状构造（boxwork formations）的高分辨率图像。这些在第 4,671 个火星日（Sol 4,671）记录下的复杂网状脊线，为数十亿年前盖尔陨石坑（Gale Crater）内发生的古代地下水活动提供了深刻证据。通过研究这些石质“蜘蛛网”，科学家们正在更清晰地了解这颗行星如何从一个潮湿、可能宜居的世界转变为如今的冰冷荒漠。
Curiosity 发现的夏普山“蜘蛛网”究竟是什么？
火星上的这些“蜘蛛网”是被称为盒状构造的地质结构，其特征是交叉的矿物脊，在周围较软的岩石被侵蚀后脱颖而出。 这些由探测器的 Mastcam 捕捉到的结构由低矮的脊线和其间的空腔组成，类似于蜂巢或网状图案。它们形成于富含矿物质的水渗入岩石裂缝并硬化成坚韧矿脉之时。
展现这些结构的壮丽全景图由 179 张独立图像组成，由 NASA 的 Jet Propulsion Laboratory (JPL) 团队拼接而成。这种自然色彩视图提供了火星表面的“普通人”视角，突显了夏普山地形的复杂性。该任务由 Caltech 管理，利用 Malin Space Science Systems 制造的 Mastcam 仪器，以前所未有的细节记录了该地点，使地质学家能够追踪古代火星基岩中水流的历史。
火星上的盒状脊是如何形成的？
火星上的盒状脊形成于数十亿年前，当时地下水滴流穿过基岩的裂缝，沉积的矿物质硬化成类似水泥的结构。 经过漫长的岁月，持久的风蚀作用磨蚀掉了周围较软的沉积岩，留下了耐侵蚀的矿物脊呈现出交错的图案。这一过程凸显了这颗红色星球曾经经历过一段剧烈的地质和水文活动期。
盒状构造的形成是一个多阶段的地质过程，需要特定的环境条件。首先，构造应力或热应力必须在母岩中产生裂缝网络。随后，富含矿物质的流体（可能含有硫酸钙或硫酸镁）必须渗透进这些裂缝。随着水分蒸发或与母岩发生反应，会留下硬化的矿脉。这些结构最终呈现为“鱼鳍状”或“网状”，是差异侵蚀的结果——大气和风沙移除不够耐用的岩石的速度快于被矿物胶结的裂缝。
盒状构造是否预示着火星过去存在微生物生命？
盒状构造并不直接预示火星过去存在微生物生命，但它们确实提供了存在持久地下水的宜居环境的证据。 虽然这些结构表明当时的环境可能比之前认为的维持生命的时间更长，但它们主要是非生物矿化过程。科学家将这些地点视为研究古代生物生存所需化学稳定性的高优先级目标。
这些矿脉的存在表明，即使在表面水消失之后，火星的地下依然保持着湿润和化学活跃。这种“高地下水位”环境可以屏蔽严酷的表面辐射，可能为微生物生命提供了避难所。虽然 Curiosity 探测器尚未在这些特定的盒状构造中发现确凿的生物特征，但对脊线的化学分析有助于研究人员了解曾经流经盖尔陨石坑的水的持续时间和 pH 值，而这些是天体生物学的关键因素。
盒状脊告诉了我们关于火星多水的过去什么信息？
盒状脊揭示了火星在气候干涸期拥有持久的地下水系统，延长了该行星历史中宜居的时间窗口。 这些构造表明，即使在表面湖泊消失时，地下水仍继续流经裂缝，沉积下硫酸钙等矿物质。这暗示了一个复杂的过渡期，即行星在地下保持水文活跃状态达数百万年之久。
- 地质时空旅行： 夏普山的岩层充当了年代记录，盒状构造出现在代表干旱环境的特定地层中。
- 化学演化： 脊线中发现的矿物质变化有助于科学家绘制火星水随时间变化的化学成分图。
- 水文持久性： 盒状构造的规模和复杂性表明，地下水并非转瞬即逝，而是火星地壳中一个稳定、长期的特征。
通过将这些火星结构与地球上发现的盒状构造（如 Wind Cave 国家公园中的构造）进行比较，研究人员可以推断出创建如此广泛的网络所需的水量。来自 Curiosity 第 4,671 个火星日的发现强化了一个理论，即盖尔陨石坑曾经是一个动态环境，水以多种方式与地壳相互作用，从深湖到复杂的地下水热系统不一而足。
Curiosity 和火星地质学的下一步是什么？
随着 Curiosity 火星探测器继续攀登夏普山，其主要焦点将转向矿物成分预计会进一步发生变化的更高海拔地区。这些未来的目标将允许 NASA 的科学团队确定形成盒状构造的地下水是局部性的，还是全球火星含水层的一部分。未来使用探测器的 ChemCam 和钻探工具进行的分析，将旨在识别脊线内矿物质的特定同位素特征。
这些“蜘蛛网”的发现提醒人们这项任务的持久性以及火星景观的复杂性。探测器每攀爬一米，都为太阳系的历史翻开了新的一页，帮助人类了解火星曾经是地球的孪生兄弟，还是一个拥有独特进化路径的独特世界。随着每一幅新全景图的呈现，Curiosity 都让我们离回答那个终极问题更近了一步：在宇宙中，我们曾经孤独吗？
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