科學(xué)家認(rèn)為，火星Jezero隕石坑中的表明這些巖石帶可能是由古代一條深而湍急的河流形成的。美國宇航局的久前間
毅力漫游者在2023年2月28日至3月9日期間使用Mastcam-Z相機(jī)在一個(gè)昵稱為“Skrinkle Haven”的地方捕捉到了這一場(chǎng)景。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學(xué)院/亞利桑那州立大學(xué)/MSSS)
（神秘的火星地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：一項(xiàng)新的研究表明，古代火星上的河段一些河流流淌了足夠長的時(shí)間，在這顆紅色星球上創(chuàng)造了真正的流流宜居環(huán)境。
麻省理工學(xué)院(MIT)的淌長地質(zhì)學(xué)家開發(fā)了一種新技術(shù)，利用衛(wèi)星圖像來研究外星河流，研究它們的表明流量以及它們?nèi)绾卧谒鼈兊募覉@表面移動(dòng)流體和沉積物。已知太陽系中只有另外兩個(gè)世界有河流:火星，久前間數(shù)十億年前有水流過；土星的火星
衛(wèi)星泰坦，甲烷河至今仍在流淌。河段
麻省理工學(xué)院的流流研究小組應(yīng)用這種技術(shù)來計(jì)算在遙遠(yuǎn)的過去，火星上選定區(qū)域的淌長河流有多快多深。他們發(fā)現(xiàn)，研究河流可能在蓋爾隕石坑流動(dòng)了至少10萬年，在杰澤羅隕石坑流動(dòng)了至少100萬年，這兩個(gè)地區(qū)目前分別由美國宇航局的好奇號(hào)和毅力號(hào)火星車進(jìn)行調(diào)查。研究小組成員說，這可能足以允許生命的發(fā)展和支持。
然后，研究小組將同樣的過程應(yīng)用于土衛(wèi)六，盡管土星最大的衛(wèi)星大氣層厚，距離地球更遠(yuǎn)，也做出了類似的估計(jì)。
“土衛(wèi)六令人興奮的地方在于它很活躍。團(tuán)隊(duì)成員、麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系的教授Taylor Perron在一份聲明中說:“通過這項(xiàng)技術(shù)，我們有辦法對(duì)一個(gè)很長一段時(shí)間內(nèi)無法獲得更多數(shù)據(jù)的地方進(jìn)行真正的預(yù)測(cè)。”“在火星上，它給了我們一臺(tái)時(shí)間機(jī)器，讓我們可以帶著現(xiàn)在已經(jīng)死了的河流，感受一下它們活躍流動(dòng)時(shí)的樣子。”
來自美國宇航局卡西尼任務(wù)的圖像顯示碳?xì)浠衔锖恿骶W(wǎng)絡(luò)流入土星最大的衛(wèi)星泰坦北極地區(qū)的湖泊。(圖片來源:美國宇航局/JPL/美國地質(zhì)調(diào)查局/羅伯特·李)
當(dāng)該團(tuán)隊(duì)對(duì)美國宇航局的卡西尼號(hào)飛船拍攝的泰坦河流圖像感到困惑時(shí)，他們受到啟發(fā)，開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù)。
這些圖像展示了在大多數(shù)月球河流的河口奇怪的缺乏扇形三角洲，就像在地球上許多河流的河口發(fā)現(xiàn)的那樣。這些三角洲是由河流攜帶的沉積物構(gòu)成的。它們?cè)谕列l(wèi)六上的缺失可能表明土星衛(wèi)星上的碳?xì)浠衔锖恿鳑]有足夠的強(qiáng)度來攜帶沉積物，或者沉積物在河流中缺失。
為了研究這種情況，研究小組采用了將河流寬度、深度和坡度等物理參數(shù)與流速相關(guān)聯(lián)的方程，同時(shí)考慮了作用于河流的重力以及被推過河床的沉積物的大小和密度等變量。
“這意味著不同重力和材料的河流應(yīng)該遵循類似的關(guān)系，”Perron解釋道。"這也開啟了將此應(yīng)用于其他星球的可能性."
藝術(shù)家的印象曾經(jīng)充滿火星杰澤羅隕石坑的大湖。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學(xué)院)
在火星上隨波逐流
當(dāng)新技術(shù)在地球上使用時(shí)，地質(zhì)學(xué)家可以測(cè)量這些方程所需的河流特性，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)河流的流速或它可以向下游移動(dòng)的水量和泥沙量。
當(dāng)然，在研究外星河流時(shí)，這立刻變得更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)榛鹦呛屯列l(wèi)六的數(shù)據(jù)都很有限。衛(wèi)星已經(jīng)從火星收集了數(shù)據(jù)，包括圖像和海拔估計(jì)，多個(gè)軌道任務(wù)捕捉了該行星的高分辨率圖像，但對(duì)土衛(wèi)六的這種觀察很少。
團(tuán)隊(duì)成員和麻省理工學(xué)院博士后Samuel Birch意識(shí)到，可以修改用于模擬河流流量的方程，以便只使用通過遠(yuǎn)程圖像和地形獲得的河流寬度和坡度數(shù)據(jù)來提供結(jié)果。
然后，Birch用地球上近500條河流對(duì)這種基于修正方程的方法進(jìn)行了測(cè)試，修正后的方法提供了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
然后，這些方程被應(yīng)用于火星和在蓋爾和杰澤羅隕石坑中發(fā)現(xiàn)的古代河床，這兩個(gè)隕石坑都被認(rèn)為是數(shù)十億年前泛濫的古代湖床。這些預(yù)測(cè)與“好奇號(hào)”和“堅(jiān)持號(hào)”收集的沉積物粒度的實(shí)地測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較。這有助于在遠(yuǎn)離地球的河流上驗(yàn)證該技術(shù)的準(zhǔn)確性。
土星的巨大衛(wèi)星泰坦從遠(yuǎn)處看有點(diǎn)像地球，但與我們的星球非常不同。(圖片鳴謝:NASA/JPL/亞利桑那大學(xué))
然后，科學(xué)家們將新方法及其修改后的方程應(yīng)用于土衛(wèi)六上兩個(gè)可以測(cè)量河流坡度的特定地點(diǎn)。這包括一條流入一個(gè)甲烷湖的河流，這個(gè)甲烷湖的大小相當(dāng)于安大略湖，也是泰坦上僅有的河流三角洲之一的所在地，它的流量幾乎和地球上的密西西比河一樣大。
然后，研究小組將這條擁有三角洲的泰坦河和一條沒有這種特征的泰坦河的甲烷流量進(jìn)行了比較。研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管沒有顯示出扇形沉積物堆積的跡象，但后一條泰坦河的水流幾乎一樣強(qiáng)勁。這表明土衛(wèi)六上的大多數(shù)河流缺少三角洲肯定還有其他原因。
該小組還發(fā)現(xiàn)，與地球或火星上運(yùn)送相同流量水的河流相比，泰坦上運(yùn)送甲烷的河流應(yīng)該更寬，坡度更緩。
“土衛(wèi)六是最像地球的地方，”伯奇總結(jié)道。“我們只是瞥了一眼。我們知道下面有太多的東西，這種遠(yuǎn)程技術(shù)正在推動(dòng)我們更進(jìn)一步。”
該團(tuán)隊(duì)的研究于周一(7月10日)在線發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
