一个研究小组使用新方法分析来自美国宇航局好奇号火星车及其中子光谱仪动态中子反照率(DAN)在火星上的数据，能够独立验证裂缝晕中含有富含水的蛋白石，这可能是人类探索的重要资源.

好奇号火星车在盖尔陨石坑发现富含水的裂缝晕

该研究发现，巨大的地下裂缝网络会提供富含水和辐射屏蔽的条件，这些条件可能比地表上的条件更适合居住。

2012年，美国宇航局将好奇号探测器送往火星，探索盖尔陨石坑，这是一个巨大的撞击盆地，中间有一座巨大的分层山脉。随着好奇号穿过火星表面，研究人员发现浅色岩石围绕着裂缝，这些裂缝纵横交错地穿过火星景观的某些部分，有时延伸到漫游者图像的地平线之外。最近的研究发现，这些广泛分布的光环网络是盖尔陨石坑现代时代最后(如果不是最后的话)富含水的环境之一。当地表条件可能更加恶劣时，地下这种富含水的环境也会提供更适合居住的条件。

作为发表在《地球物理研究杂志：行星》上的一项新研究的一部分，该研究由前亚利桑那州立大学新空间博士后研究员特拉维斯加布里埃尔领导，现为美国政府的研究物理学家，对来自几种仪器的档案数据进行了检查，并显示出相当大的近光异常-在横越的早期有色调的岩石。多年前，好奇号漫游车恰巧驶过其中一个断裂晕，远早于加布里埃尔和亚利桑那州立大学的研究生兼合著者肖恩·扎尔内基加入漫游车团队。

看着那些古老的影像，只见大片的裂隙光晕一直延伸到远方。通过应用分析仪器数据的新方法，研究团队发现了一些奇怪的东西。这些光晕不仅看起来像在任务后期发现的光晕，在完全不同的岩石单元中，而且它们的成分也相似：大量的二氧化硅和水。

“我们对档案数据的新分析表明，我们在任务后期观察到的所有断裂晕之间有着惊人的相似性，”加布里埃尔说。“看到这些裂缝网络如此广泛，而且很可能塞满了蛋白石，真是令人难以置信。”

加布里埃尔和他的研究团队研究了盖尔陨石坑地面裂缝或裂缝晕周围浅色岩石的成分。加布里埃尔之前参与的研究使用了火星车的激光诱导击穿光谱仪、化学和照相机，或ChemCam，以表明这些光晕可能由蛋白石组成，蛋白石是一种对盖尔陨石坑的历史具有重要意义的材料。蛋白石本身含有大量的水，这在火星车上的另一台仪器：DAN光谱仪中产生了强烈的信号。

在执行任务多年后观察在Buckskin和Greenhorn钻探地点采集的钻芯，科学家们证实，与团队之前见过的任何东西相比，这些浅色岩石都非常独特。

“这些浅色岩石在我们的中子探测器中发光，产生异常高的热中子计数率，”加布里埃尔说。

除了回顾档案数据外，加布里埃尔和他的团队还寻找机会再次研究这些浅色岩石。当他们到达Lubango钻探现场(一个色调明亮的裂缝晕)后，Gabriel使用中子能谱仪开展了专门的测量活动，确认了裂缝晕中富含蛋白石的成分。

蛋白石的发现值得注意，因为它可以在二氧化硅溶于水的情况下形成，类似于将糖或盐溶解在水中的过程。如果盐分过多或条件发生变化，它就会开始沉淀在底部。在地球上，二氧化硅在湖泊和海底等地方脱离溶液，可以在温泉和间歇泉中形成，有点类似于黄石国家公园的环境。

火星地下富含水的环境可能为火星表面的恶劣条件提供了一个安全的避风港，与地球相比，火星表面相当荒凉。在盖尔陨石坑，冬夜的温度可能会低于零下100华氏度，在最温暖的午后最高只能达到大约30华氏度。由于我们的大气层厚得多，盖尔陨石坑也经历了比地球表面多得多的辐射。在盖尔陨石坑度过的每一天都会让你暴露在宇宙源辐射剂量下，大致相当于每天骨盆X光检查。

由于科学家预计盖尔陨石坑中的这颗蛋白石是在现代火星时代形成的，因此这些地下裂缝网络可能比地表严酷的现代条件更适合居住。

“鉴于在盖尔陨石坑中发现了广泛的裂缝网络，可以合理地预期这些可能适合居住的地下条件也会扩展到盖尔陨石坑的许多其他区域，甚至可能在火星的其他区域，”加布里埃尔说。“这些环境会在盖尔陨石坑的古老湖泊干涸很久之后形成。”

在火星上发现蛋白石的意义对未来的宇航员来说是有利的，探索工作可以利用这些分布广泛的水资源。蛋白石本身主要由两种成分组成：二氧化硅和水，以及少量铁等杂质。由于蛋白石不是矿物，因此水在晶体结构中的结合不那么紧密。这意味着如果您将其研磨并加热，蛋白石会释放出水分。在之前的一项研究中，加布里埃尔和好奇号的其他漫游者科学家展示了这个确切的过程。

尽管Gabriel和他的团队无法对所有光晕中的水含量进行详尽评估，但他们对其中两个光晕进行的专用中子实验表明，一个一米的光晕可以容纳大约1到1.5加仑的水。表面的顶脚。

新火星水资源：蛋白石?

这项研究发现对未来的火星探索意味着什么?火星的两极含有大量的水冰和其他挥发物，如二氧化碳。相比之下，如今的火星赤道缺水，近地表没有显示出广泛存在水冰资源的迹象。该研究表明，富含水的蛋白石可能排列在火星各地区的许多景观中，否则科学家们预计这些地区不会有水。

令人惊讶的是，尽管现代大气干燥，但盖尔陨石坑中的蛋白石仍能保持水分。结合来自卫星数据的越来越多的证据表明火星其他地方存在蛋白石，这些弹性材料可能是未来火星其他地方勘探活动的重要资源——也就是说，如果火星其他地方的蛋白石也保持与地球上相同程度的水盖尔陨石坑中的蛋白石。

蛋白石在富含水的环境中形成;然而，与盖尔陨石坑中的大部分岩石相比，它是在地质年代晚得多的裂缝中发现的。盖尔陨石坑的大部分岩石都是在古老的湖泊环境中形成的。这表明形成晕圈的水在地表下出现的时间要晚得多，而且比研究人员想象的要广泛得多。

一旦蛋白石形成，当暴露于水和波动的条件下时，它往往会成熟为更结晶的形式。这颗蛋白石保存完好这一事实表明，一旦它形成，此后就没有太多与水的相互作用。通过这些方式，好奇号探测器的发现帮助我们了解火星上水的位置、时间和情况。

“好奇号的中子探测器是漫游者唯一的地下探测器，它最初预计只能在任务中存活几年，但仍然提供了像这样的奇妙结果，揭示了埋在火星下方的水和水合物质的性质，这真是太棒了表面，”该作品的合著者、亚利桑那州立大学地球与太空探索学院副教授、火星科学实验室好奇号探测器DAN团队的科学家CraigHardgrove说。

下一步是什么?

当好奇号火星车驶向盖尔陨石坑的中央土丘时，加布里埃尔和团队继续研究水在火星岩石形成和变化中的作用，但在最近的海拔高度发现新的光晕并没有这样的运气。作为NASA最新的漫游者团队Mars2020Perseverance漫游者的成员，Gabriel渴望在火星上的一个新位置探索富含二氧化硅的特征，以了解这颗红色星球上其他地方富含水的环境的性质。

更多信息：TravisSJGabriel等人，关于GaleCr