在火星上，保存完好的沉积记录可以追溯到43亿年前，甚至更早。过去的一些研究表明，虽然现在的火星表面现在是一片寒冷、干旱的沙漠，但早期的火星曾存在宜居的环境，河流和巨大的湖泊甚至可能遍布其表面。

然而，一直以来，天文学家对于火星早期的水面气候条件却知之甚少。火星是如何从一个温暖、潮湿的星球，变成如今寒冷、干燥的世界的？探寻这个问题的答案，有助于我们了解地球上的生命是如何开始的。

夏普山上的六角形

好奇号火星车已经在火星贫瘠的土地上漫游了十多年。自2012年以来，它一直游走于盖尔陨击坑。科学家认为，盖尔陨石坑曾经是一个湖泊的所在地，其中心有一座约5千米高的巨大沉积物山——埃俄利斯山，通常也被称为夏普山。

2021年，当好奇号在攀登夏普山的沉积层时，在一片约36亿到38亿年前的土壤中，发现了一大片六角形的图案，这与地球上的季节性干涸盆地中出现的图案惊人相似，激起了天体物理学家巨大的兴趣。

好奇号拍摄到的六角形的泥裂图案。（图/NASA/JPL-Caltech/MSSS/IRAP.）

根据一篇于近期发表在《自然》杂志的新研究，这一大片保存完好的六角形图案是干泥的裂缝，它们是在干湿循环的条件下形成的。

干湿循环

好奇号火星车从富含黏土的湖床岩层，迁移到更加高层的富含硫酸盐矿物的非湖床岩层。黏土矿物通常在水中形成，而硫酸盐往往在水干涸时形成。这些普遍存在于每个区域的矿物，可以反映盖尔陨击坑在历史上的不同时期。

之前，好奇号在夏普山下的“古浸泡区”（Old Soaker）发现了形成T形交叉的泥裂网络，而这次的六边形泥裂网络，是好奇号在一个被称为“Pontours”的区域发现的。这个区域位于富含黏土的岩层和富含硫酸盐岩层之间的过渡区。

科学家已经知道，在地球上，当湖水退去、泥变干时，它们会收缩并开裂，形成T形交叉，正如好奇号在“古浸泡区”所发现的泥裂网络那样。但随后如果出现的干燥和潮湿循环的环境，又会导致这些T形交叉软化，变成Y形交叉，最终形成六边形的泥裂，正如好奇号在Pontours观察到的。

此外，好奇号的探测器还发现了这些泥裂只有几厘米深的证据，这意味着这种干湿循环可能是季节性的，或者甚至可能发生得更加迅速，比如发生在山洪暴发之时。另外，在泥裂的边缘，研究人员也发现了坚硬的硫酸盐外壳。这种盐矿地壳能使泥裂抵抗侵蚀，完整地保存数十亿年。

幸运的我们

好奇号的这些发现，为证明火星的古气候具有持续的、周期性的、规律的、类似地球的干湿循环提供了首个证据。这意味着，早期的火星甚至在某个时候可能具备支持生命的存在的条件。

地球生命是如何开始的？科学家并不知道这个问题的确切答案。但一种主流的观点认为，正是因为陆地上持续的干湿循环，才帮助产生了微生物生命所必需的复杂化学的组成部分。干湿循环控制着化学物质的浓度，这些化学物质可以为导致聚合物形成的基本反应提供养分。

研究人员表示，在我们的附近有像火星这样的行星存在，是一大幸事。因为地球的构造板块不断地改变地表，掩埋了地球生命起源之前的历史。火星没有构造板块，因此火星上的一些更加古老的历史时期都被很好地保存了下来，正如这些泥裂那样。这些印记为科学家研究生命的开端提供了一个特殊的机会。

参考来源：

https://mars.nasa.gov/news/9459/cracks-in-ancient-martian-mud-surprise-nasas-curiosity-rover-team/

https://discover.lanl.gov/news/0809-mars-climate-patterns/

https://phys.org/news/2023-08-mars-wet-dry-climate-conducive-life.html

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06220-3

封面图&首图：NASA/JPL-Caltech/MSSS/IRAP