NASA 的毅力号火星探测器发现证据表明，位于济泽罗坑边缘的 245 英尺厚 (75 米厚) 的古老岩石堆积物是由重复的小行星撞击形成的。该探测器的科学团队将其称为“扫帚点成员”，这序列的分层基岩可能已有超过 39 亿年的历史，是迄今为止火星探测器考察过的最古老地形之一。周三在《地球物理研究杂志：行星》上发布的研究结果，为我们提供了一扇窗口，让我们了解太阳系历史上最动荡的篇章之一。“自从离开济泽罗后，毅力号一直在探索一个全新的边界，既在地理上又在地质上——这是一个早于坑本身的火星时间章节，”加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院的毅力号副项目科学家肯·法利表示。“在地球上，我们最早的地质历史基本上已经被破坏、变形并被板块构造所抹去。由于火星缺乏板块构造来循环其地壳，这一古老记录得以完好无损，给我们提供了一个稀有的机会，窥探一个在我们自己的星球上不存在的地质时期。”2024年底，毅力号在济泽罗坑的西部边缘上升后，开始用科学仪器研究周围的地点。他们在扫帚点获得的数据揭示了六种不同的岩石类型，包括角砾岩——由角质碎片组成的岩石——与细粒磨碎的岩石尘土交替。角砾岩中的岩石碎片表面有气泡腔，表明它们曾经是熔融状态。层内存在微小的暗色玻璃珠提供了关于这些岩石形成的重要线索。尽管火山可以生成类似的玻璃水滴，但它们极少以如此高的丰度出现，反而小行星撞击被认为是主要成因。实际上，最大的玻璃珠与导致恐龙灭绝的 Chicxulub 小行星在地球上的撞击所抛出的珠子相当。这些不同岩石类型的重复在这一厚厚的岩石序列中显示，表明这一早期火星地区经历了多次高能冲击事件。“不同的岩石层记录了不同距离处发生的不同大小的撞击，”帝国理工学院行星地质学博士生亚历克斯·琼斯表示，并且是这篇论文的首席作者。“一些大型撞击发生在非常遥远的地方，一些小型撞击则发生在附近。它们的碎片最终都落在这里，构建了这一厚厚的岩石部分。”这些层是如何形成的可能暗示了与水或冰的相互作用。若干层看起来可能是由快速、贴地的碎屑流形成的。在地球上，这种强大的、流动的冲击可以发生在熔融岩石与立即变成蒸汽的水或冰相遇时。扫帚点的一些层倾斜的角度超过 80 度——几乎是垂直的，这远远过于造成济泽罗坑的撞击所能导致的。相反，科学家怀疑一次宇宙的“连环重击”很久以前塑造了这一景观。首先，一个巨大的小行星撞击形成了 1200 英里宽 (1900 公里宽) 的以西迪斯盆地，这是火星上最大的撞击盆地之一，使得曾经平坦的岩石层颠倒和倾斜。随后，可能又一次小行星撞击，形成了直径 28 英里 (45 公里) 的济泽罗坑。这第二次撞击使得已经倾斜的岩石发生断裂并抬升，形成了探测器今天所看到的戏剧性地形。为了确定这些事件发生的确切时间，毅力号团队采集了两个岩心样本，分别命名为“钟岛”和“主河”。如果未来的任务能将它们带回地球，实验室的年代测定可以确定早期火星上撞击事件发生的时间和频率——从而推断出幼年地球的情况，幼年地球的早期撞击记录已被数十亿年的板块构造抹去。“在这个暴力的时代，天空中降下的不是雨或雪，而是几乎恒定的熔融岩石水滴和由小行星撞击掀起的粉尘，”琼斯说。“如果我们能确定这些层的年代，那将像是在阅读 40 亿年前的宇宙天气报告。”NASA 南加州的喷气推进实验室由加州理工学院管理，代表该机构的科学任务处，建造并管理毅力号探测器的操作，作为 NASA 火星探索计划的一部分。亚利桑那州立大学主导着探测器的 Mastcam-Z 仪器的操作，与位于圣地亚哥的马林太空科学系统公司合作，负责相机的设计、制造、测试和操作。超级摄像机由新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室负责，其中该设备的主体单元开发完成。探测器的 SHERLOC（用于检测有机物和化学物质的拉曼和荧光扫描适居环境）仪器是由 NASA JPL 建造的。