“好奇号”探测车看到的斯廷生组内的一个山丘。这些岩层中保存着古代沙丘的遗迹。图片来自美国宇航局/伦敦帝国理工学院。

科学家们研究火星上是否存在生命，想知道数百万或数十亿年前火星的宜居程度。火星曾经有过我们所知的生命存在吗，至少是微生物?在过去的几十年里，来自着陆器、漫游器和轨道器的证据继续表明，火星确实曾经比现在更适合居住。但后来情况发生了变化;地表的水干涸了，大气变得稀薄干燥。上月末，一个国际研究小组报告了一项新的研究，记录了火星可居住性的变化。这些科学家检查了盖尔环形山岩石中保存的古老沙丘地带，好奇号探测器自2012年以来一直在盖尔环形山探索一个古老的湖床。

氯化铵这项新的同行评议研究于2021年3月31日发表在AGU的《JGR:行星》上。

好奇号已经确认，盖尔陨石坑在几十亿年前曾是一个湖泊，或者是一系列湖泊。现在，它还发现了一个被称为斯廷森地层的古老沙丘地带的证据，它仍然作为一层岩石保存在更古老的湖底岩层之上。

这是好奇号探测器在过去几年中一直在探索的区域，在盖尔环形山的夏普山脚下附近。Stimson地层露头用方形标出。图片来自美国宇航局/喷气推进实验室/亚利桑那大学/伦敦帝国理工学院。

岩层的变化为我们了解气候是如何变化的以及环境是如何从适宜居住的变为我们今天看到的不适宜居住的干旱沙漠提供了线索。

它还有助于科学家更好地了解当时各种活跃的地表和大气过程，比如形成沙丘的吹沙方向。研究人员甚至能够弄清楚最大沙丘的形状、大小和迁移方向。

有一项发现是，盖尔环形山中央附近曾经有沙丘，被称为夏普山。它们是以5度角在一个被风侵蚀的表面上形成的。这些沙丘被称为复合沙丘;每个大型沙丘都有自己的一套较小的“卫星”沙丘，它们从主沙丘的不同方向迁深圳站在哪里移。摘要:

对这两种尺度沙丘复杂相互作用形成的沉积结构分析表明，大型沙丘向北迁移，较小的叠合沙丘沿大型沙丘面向东北迁移。

沙丘当然是常见的地球，它们在火星上也一样。如今火星上有大片沙丘，而不仅仅是数十亿年前保存下来的沙丘。这项新研究的主要作者史蒂夫·班纳姆讨论了这些沙丘是如何形成的，以及它们是如何被保存下来的:

当风吹的时候，它会把一定大小的沙粒吹到一起，并把它们组织成一堆我们称之为沙丘的沙子。这些地貌在地球上的沙漠中很常见，如撒哈拉沙漠、纳米比亚沙丘地和阿拉伯沙漠。风的强度及其方向的均匀性控制着沙丘的形状和大小，这一点的证据可以保存在岩石记录中。

如果有过量的沉积物被输送到一个地区，沙丘可以在移动的过程中爬升，部分掩埋邻近的沙丘。这些被掩埋的岩层包含一种叫做“交错层理”的特征，它可以显示沙丘的大小和迁移的方向。通过研究这些交错层，我们能够确定这些地层是由特定的沙丘沉积的，这些沙丘是在竞争的风将沉积物从两个不同的方向输送时形成的。

令人惊讶的是，通过观察火星岩石我们可以确定，35亿年前，两股相互竞争的风推动着这些巨大的沙丘穿过盖尔陨石坑的平原。这是我们掌握的风向变化的一些初步证据，无论是季节性的还是其他的。

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M1b丘，是史汀生地层中的默里丘的一部分，显示出起伏的岩层，被认为是古代沙丘的遗迹。图片来自Banham等人/ JGR:行星。

这是另一幅Stimson地层内Murray岩顶薄岩层的照片。图片来自Banham等人/ JGR:行星。

这些沙丘被认为是盖尔火山口的湖泊干涸后形成的。火山口的底部和山的下侧翼是由古老的湖床沉积物组成的。在夏普山上更高的地方是非沉积砂岩岩层。到目前为止，“好奇号”的大部分任务都是研究沉积层，其中包含泥岩和粘土，以寻找过去可居住的证据。Banham补充道:

35亿多年前，这个湖干涸了，湖底的沉积物被挖出并被侵蚀，形成了陨石坑中心的山，也就是今天的夏普山。我们在山的两侧发现了湖泊形成后形成的古沙丘的证据，这表明那里气候极端干旱。

虽然对保存下来的沙丘区域的分析有助于回答关于火星可居住性变化的问题，但它似乎也表明，在湖泊干涸后，工作服管理沙丘形成时，可居住性减弱。当沙丘形成时，可供微生物生存的水就更少了，地貌开始变成我们今天看到的干燥沙漠。这些沙丘也不是保存过去生命痕迹的理想之地。摘要:

巨大的风驱动沙丘的存在表明该地区是极度干旱的，并且——在斯廷森沙丘地带存在的时候——盖尔陨石坑的内部没有地表水，不像默里形成的更古老的湖底沉积物所记录的环境。

伦敦帝国理工学院的史蒂文·班纳姆(Steven Banham)是这项关于火星古代沙丘的新研究的主要作者。图片来自伦敦帝国理工学院。

Banham说:

这片广袤的沙丘地带并不是一个特别适合微生物生存的地方，即使有生命存在，留下的记录也很少能保存生命的证据。

这些沙漠沙子代表了盖尔陨石坑内的时间快照，我们知道沙丘地带之前是湖泊，但我们不知道夏普山的沙漠砂岩上覆盖着什么。它可能是在干旱条件下沉积的更多层，也可能是与更潮湿的气候有关的沉积。我们将不得不拭目以待。

Banham补充道:

尽管地质学家在地球上研究岩石已有200年的历史，但直到最近10年左右，我们才能够像在地球上一样，对火星岩石进行如此细致的研究。

班纳姆说，“好奇号”目前正继续向夏普山侧翼进一步推虞姬是谁的老婆进，并将研究更高的岩层，以记录古代风模式的任何变化:

我们很想知道这些沙丘是如何反映火星更广泛的气候、季节的变化以及风向的长期变化的。最终，这一切都与一个重要的问题有关:发现火星上是否曾经出现过生命。

沙丘地在火星上仍然很常见，比如1976年8月3日海盗1号着陆器看到的这片。图像通过美国宇航局/ jpl -加州理工学院。

“好奇号”探测器在2015年12月18日拍摄到的纳米布沙丘的特写，它是盖尔陨石坑夏普山附近巴格诺德沙丘的一部分。纳米布大约有16英尺(5米)高。图像通过NASA/ JPL-Caltech/ MSSS。

火星现在的大气层比以前稀薄了很多，但仍然有活跃的沙丘地带。所有的探测车和着陆器都近距离看到了沙丘，以及较小的波纹。人造卫星在整个地球上拍摄了它们的照片，包括极地。沙丘有各种各样的形状和大小，通常与地球上的沙丘和沙丘地带非常相似。正如人们经常描述的那样，火星确实是一个沙漠世界。