火星上的含氯沉積物

在火星南部高地各處，通過熱輻射成像系統已確定了約640處含有氯沉積物的位置。這些孤立、形狀不規則的地塊（面積約為0.33-1300公里²，平均面積為24公里²）可以追溯至火星上更古老的地質年代：諾亞紀（45-35億年前）和赫斯珀里亞紀（35-29億年前）^[1]。在地球上，氯化物是通過水的作用而形成^[2]，估計火星上氯化物沉積物的形成也是類似的過程。這些沉積物的發現意義重大，因為它提供了古代火星存在地表或地下水的進一步證據^[3]。

含氯化物沉積物（黑色）在火星軌道器激光高度計高程圖（灰度圖）中的分布位置。插圖區是2011年達維拉（Davila ）等人調查的塞壬高地中的區域。顏色表示高度（紅色為較高，黃色為較低）。

氯化物的重要性

氯化物含有陰離子Cl⁻且易溶於水，這意味着它們提供了過去水作用的證據，有助於限定特定區域的環境類型。在地球上，氯化物的形成主要通過二種作用途徑：風化和沉澱，不過地球上的這些礦物更多形成於鹼性環境中。而火星上，它們則是由酸性流體所形成，其過程與玄武岩風化有關^[2]。這兩顆行星上氯化物形成的關鍵相似之處都在於水的存在，這一點很重要，因為水對地球上的生命至關重要，因此，也推動了對其他行星上生命證據的探尋。氯化物特別令人關注，因為它們有可能通過化學沉澱保留了生命印跡。此外，它們遍布於整個火星南半球，表明它們的形成是火星早期歷史中的一個重要過程^[3]。

識別方法

左上)：熱輻射成像系統在塞壬高地觀察到的藍色氯化物沉積物。A)：顯示在左上圖黑方框中的高分辨率成像科學設備圖像；B)：顯示多邊形裂縫的高清圖像（方框A中B紅框區部分的插圖）；C)：高分辨率成像科學設備圖像顯示了覆蓋在退化坑上的氯化物沉積物（方框A中C紅框區部分的插圖）。

2001火星奧德賽號軌道飛行器上的熱輻射成像系統檢測到了氯鹽，該儀器獲得的光譜顯示了一種在在~67.2到147.5毫米波長範圍內無特色的曲線^[1]，很少有物質能反映這一截然不同的光譜特徵，因此被斷定為這是含氯沉積物的結果^[3]。地球上類似這種情況的一則示例是波長與熱輻射成像系統相同的儀器所識別出的死亡谷岩鹽^[3]。利用火星勘測軌道飛行器上高分辨率成像科學設備對這些沉積物所做的進一步研究表明，這些特徵是覆蓋在退化小隕坑上的淺色和形狀不規則裂縫^[3]。該軌道器上的緊湊型火星偵察成像光譜儀拍攝的光譜也在實驗室中進行了分析，以解釋熱輻射成像系統數據中所觀察到的無特徵曲線。還對地球上已知的礦物也進行了對比測試，查看它們是否會再現相同或不同的熱輻射成像系統光譜。黃鐵礦被確認為與火星上的礦物不相符。在一些測試實例中，含石鹽的洪流玄武岩混合物再現了這種光譜，由此鞏固了產生熱輻射成像系統光譜的沉積物為氯化物的結論^[4]。不過，真正為氯化物沉積物的最確鑿證據將是來自火星表面的原位觀測^[1]。

塞壬高地

塞壬高地是火星南部高地中的一個區域^[5]（約位於南緯38.8度、東經221度處），與典型的背景土壤相比，具有亮度更高的突出特徵^[1]，這是一個特別值得關注的地方，因為這裡是氯化物出現最多的地方^[6][7]。一項研究將一座坑際盆地（300–400 公里）最低地形面上六處氯化物沉積區（10–50 公里²）解釋為單獨的鹽灘，鹽灘間的連接通道提供了共同起源的證據，如水的蒸發^[6]。將這些鹽灘與地球上看到的鹽灘（如阿塔卡馬沙漠中的鹽灘）進行比較，進一步支持了鹽灘由蒸發形成的假設^[8]。使用緊湊型火星偵察成像光譜儀數據，該研究還觀察到撞擊坑邊緣及周圍噴出物中的頁硅酸鹽出現在氯化物附近^[6]。另一項研究通過緊湊型火星偵察成像光譜儀以及熱輻射成像系統觀察到，頁硅酸鹽與氯化物的位置很靠近^[5]。頁硅酸鹽還為諾亞紀時期發生的水作用提供了證據^[9]，兩項研究都確定頁硅酸鹽沉積的時間更早^[5][8]。

另請查看

• 火星礦物