2023 年 7 月 21 日
- 粘土礦物清楚地表明火星上曾經存在過水。
- Mawrth Vallis 及其周邊地區有厚達 200 米的粘土礦物層。
- 天體生物學家認為在這些地區找到火星化石或仍然存在的生命痕蹟的機會很大。
- 焦點：太空旅行、火星、行星研究、火星快車任務
來自歐空局火星快車航天器上的德國航空航天中心 (DLR)火星相機 HRSC的新圖像顯示了乾涸的莫斯山谷河谷的一部分。它是火星上最大、最古老的山谷之一，在許多地方都可以發現厚達 200 米的明亮粘土沉積物。粘土礦物屬於所謂的頁矽酸鹽，是液態水對地表影響的明顯證據，因為水對於它們的形成是絕對必要的。因此，該地區被認為是最有希望在火星上尋找過去甚至現在生命的地方之一。
巨大的 Marstal 再次成為高分辨率立體相機 (HRSC) 的焦點
2023 年 2 月 18 日，火星快車再次飛越莫斯山谷地區，這是這顆紅色星球上最引人注目、最迷人的地區之一，也具有巨大的科學價值。“Mawrth”是威爾士語中火星的意思。這些圖像是在實際 Mawrth Valley 河口以西 130 公里處拍攝的。不同時間的多重攝影覆蓋使得觀測火星表面的變化成為可能。大氣中的雲或塵埃經常引起圖像質量的波動——特別是在火星南部高地地區和北部低地之間的過渡區域，也稱為高地-低地邊界或二分邊界。另一個原因是獲取額外的表面數據，創建和增強地形模型和圖像馬賽克。A2016 年創建了該地區的大型馬賽克以及該地區上空天橋的動畫。
Mawrth Vallis 也被科幻迷所熟知，它是安迪·威爾的小說《火星救援》中宇航員馬克·沃特尼在火星上滯留時所走的 1000 多公里路線，該小說後來被拍攝為《火星救援 - 拯救馬克·沃特尼》。最終，沃特尼到達了位於阿拉伯特拉東南稍遠一點的夏帕雷利隕石坑中的救援返回火箭阿瑞斯 4 號。DLR行星研究所使用 HRSC 圖像數據重建了 2015 年的路線，並根據數字 HRSC 地形模型計算出壯觀的動畫，該動畫作為“火星人”電影的片頭在德語電影院放映。
莫斯山谷曾經是一個宜居的地方嗎？
儘管該地區被認為有希望在這顆紅色星球上尋找化石和現有生命，但由於地形複雜，它尚未被選為任務的著陸點。在如此陡峭的地形上著陸是很危險的。在 Mawrth Vallis 流出通道內及其周圍發現了淺色和深色沉積物。最重要的是，明亮的材料表明以前存在水。火星上最大的水合層狀矽酸鹽礦床存在於 Mawrth Vallis 及其附近，有些地方的礦床厚度可達 200 米。
在地球上，此類粘土礦物通常是火山岩的風化產物，火山岩長期與水接觸並發生轉變。因此，假設火星上這些礦物的形成過程類似。除此之外，利用光譜儀數據鑑定了粘土礦物蒙皂石、綠脫石和皂石。除了鋁和鎂陽離子之外，“水分子”（羥基離子，OH-）也被“內置”到矽四面體的晶體結構中。
粘土上覆蓋著一層黑色的岩石，可能是火山形成的。火星快車上還使用歐米茄光譜儀（Observatoire pour la Minéralogie、l'Eau、les Glaces et l'Activité）進行研究，使人們更好地了解了富含鐵/鎂和鋁的粘土礦物。這些粘土的不同成分證明了各自沉積物的不同年齡和風化程度。在 Mawrth Vallis 谷底也發現了硫酸鹽沉積物，這反過來表明了不同的形成環境。
除了礦物學之外，淺色岩石的大規模分層還為破譯火星的沉積條件和氣候歷史提供了特殊的機會。火星上的層狀矽酸鹽可能表明由於水的作用而導致的表面風化，並表明過去存在宜居環境。據信，水曾流經莫爾斯山谷，據信早在 36 億年前，水就塑造了地表。因此，微生物化石痕跡可能保存在岩石中，這些岩石免受輻射破壞和上覆岩層侵蝕。天體生物學長期以來一直對火星的這個區域感興趣。
Mawrth Vallis 河口的地質結構
該圖像顯示了網絡新聞文本中描述的地質現象的位置；從左到右（從南到北）：直徑25公里的隕石坑，中央有一個坑狀凹陷，可能是蒸汽爆炸的結果（25公里中央坑坑）；古老的、佈滿隕石坑的火星高地（Highlands, old and cratered）；淺色礦床，富含淺色層狀矽酸鹽礦床；火山口壁上可見淺色層；深色蓋岩單元；舊撞擊坑的邊緣（舊撞擊坑壁）；大旋鈕和檯面；火星低地，Chryse Planitia（“低地”Chryse Planitia）；“流化”的火山口噴射物層。
多樣的景觀結構和“泥濘”的影響
圖 1、6 和 7 中最左側的 25 公里寬的撞擊坑在其中心有一個凹陷或凹坑，北面部分塌陷。這種“中心坑隕石坑”是火星上常見的撞擊坑，火星上有地下冰蓋和富含冰的衛星。中心坑周圍凸起的邊緣強烈表明是通過蒸汽爆炸進行挖掘的。
在圖像的右側（即北部）有大片區域有淺色粘土材料。經過仔細檢查，它們也可以在隕石坑壁內找到，例如在圖像底部的較小隕石坑中。在某些地方也可以看到黑暗的火山覆蓋層，但通常受到嚴重侵蝕。再往北，地勢陡峭，深入 Chryse Planitia 低地一千多米。在平面上只能看到兩個相互連接、古老且嚴重侵蝕的撞擊坑（圖 1 的中間和透視圖，圖 4）。較大的直徑約為 75 公里，較小的直徑約為 35 公里，因此它比地球上 25 公里長的諾德林格·里斯隕石坑稍大，
再往北，是一片從平坦的平原上拔地而起的眾多台地，較大的台地直徑達三公里，被解釋為以前的高地平原現在受到侵蝕的殘餘物。最後，在圖像的右上角可以看到“液化”噴射物覆蓋層的一部分。它是對地下含有水或冰的表面進行撞擊的結果。根據火星曆史的流行模型，地面冰被高能量融化。撞擊後，數十萬噸的水、岩石和碎片的混合物上升到表面，形成了火星特有的裂狀、流動的泥漿。讓人想起撞擊坑中的噴射物。
圖像處理
這些圖像是由高分辨率立體相機 (HRSC) 於 2023 年 2 月 18 日在火星快車 24,164 軌道上拍攝的。地面分辨率約為每像素 18 米。該圖像以東經 339 度和北緯 25 度為中心。彩色圖像是根據來自最低點通道、垂直於火星表面的視場和 HRSC 顏色通道的數據創建的。傾斜透視圖是根據數字地形模型、HRSC 的最低點通道和顏色通道創建的。當使用紅/藍或紅/綠眼鏡觀看時，浮雕圖像會產生三維景觀印象，它源自最低點通道和立體通道。顏色編碼的地形視圖基於該區域的數字地形模型 (DTM)，由此可以得出景觀的地形。HRSC-DTM 的參考體是火星等勢面（areoid）。
HRSC 是由德國航空航天中心 (DLR) 開發和運營的相機實驗。對相機數據的系統評估是在位於柏林阿德勒肖夫的 DLR 行星研究所進行的。柏林自由大學的行星研究和遙感工作組處理了此處顯示的圖像產品的數據。