行星科学家在火星上的阿拉伯泰拉发现短暂的水

作为来自北亚利桑那大学和约翰霍普金斯大学的合作者团队的一员，北亚利桑那大学 (NAU) Ph.D. 候选人阿里·科佩尔 (Ari Koeppel) 最近发现，火星上的一个名为阿拉伯泰拉 (Arabia Terra) 的地区曾经存在水。

阿拉伯特拉位于火星的北纬。这片古老的土地于 1879 年由意大利天文学家乔瓦尼·夏帕雷利 (Giovanni Schiaparelli) 命名，占地面积略大于欧洲大陆。阿拉伯大地包含火山口、火山口、峡谷和美丽的岩石带，让人想起彩绘沙漠或荒地中的沉积岩层。

这些岩石层及其形成方式是 Koeppel 及其顾问、NAU 天文学和行星科学系副教授 Christopher Edwards 以及 Andrew Annex、Kevin Lewis 和约翰霍普金斯大学本科生 Gabriel Carrillo 的研究重点。他们的研究题为“火星上流逝水的脆弱记录”，由美国宇航局火星数据分析计划资助，最近发表在《地质学》杂志上。

“我们特别感兴趣的是使用火星表面的岩石来更好地了解三到四十亿年前的过去环境，以及是否存在适合火星表面生命的气候条件，”Koeppel 说。“我们对是否有稳定的水、稳定的水可以存在多长时间、大气可能是什么样子以及地表温度可能是什么样子感兴趣。”

为了更好地了解形成岩层的原因，科学家们专注于热惯性，它定义了材料改变温度的能力。沙子具有小而松散的颗粒，会迅速吸收和失去热量，而坚固的巨石在天黑后仍会保持温暖。通过观察地表温度，他们能够确定研究区域内岩石的物理特性。当材料看起来像固体时，他们可以判断材料是否松散和被侵蚀。

“没有人对这些覆盖火星大部分表面的非常有趣的沉积物进行深入的热惯性研究，”爱德华兹说。

为了完成这项研究，Koeppel 在轨道卫星上使用了遥感仪器。“就像地球上的地质学家一样，我们观察岩石是为了讲述过去环境的故事，”科佩尔说。“在火星上，我们受到的限制要多一些。我们不能只是去岩石露头收集样本——我们非常依赖卫星数据。因此，有几颗卫星绕火星运行，每颗卫星拥有一系列仪器。每种仪器都在帮助我们描述地表岩石方面发挥着自己的作用。”

通过使用远程收集的数据进行的一系列调查，他们研究了热惯性、侵蚀证据、陨石坑的状况以及存在的矿物质。

Koeppel 说：“我们发现这些沉积物的凝聚力比每个人之前认为的要低得多，这表明这种环境只能在很短的时间内有水。” “对于某些人来说，这有点令人窒息，因为我们经常认为，在更长的时间内喝更多的水意味着生命在某一时刻存在的可能性更大。但对我们来说，这实际上非常有趣，因为它提出了一整套新问题。什么条件可以让那里有水在短时间内存在？是否有冰川随着大洪水的爆发而迅速融化？是否有地下水系统只是从地下渗出一小段时间就又沉下去了？”

Koeppel 的大学生涯开始于工程和物理学，但在纽 约城市学院获得硕士学位时转而学习地质科学。他来到 NAU 与 Edwards 一起工作，并沉浸在弗拉格斯塔夫蓬勃发展的行星科学社区中。

“我进入行星科学是因为我对探索地球以外的世界感到兴奋。宇宙大得惊人；甚至火星也只是冰山一角，”科佩尔说。“但是我们已经研究火星几十年了，在这一点上，我们积累了大量的数据。我们开始以与我们研究地球的方式相当的水平来研究它，对于火星科学来说，这是一个非常激动人心的时刻。”

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