如果时光倒退35亿年，那时的火星是什么样的呢？科学家们正使用NASA“好奇号”火星探测器来探究远古时期的火星。

想象一下，“好奇号”正在探索的约150公里宽的盖尔撞击坑遍布着水塘，水流大概已经漫过了撞击坑的岩壁，冲向底部。现在，让我们加快历史的进程，你会发现这些水流先是溢出，然后干涸。水流就是这样的不断循环，在几百万年里可能已经重复了无数次。

负责“好奇号”项目的科学家在本月7号发布的《自然地球科学》（Nature  Geoscience  paper）杂志上描述了上述的一幅景象。作者认为探测器发现的富含矿物盐的岩石是浅盐水塘的证据，这些水塘经历了周期性的溢流和干涸。由于火星环境从曾经湿润转变为当下寒冷的沙漠，这些沉积物就成为了气候变化的标志。

科学家们想知道这种转变的时长，以及它产生的确切时间。就在“好奇号”前往一个含硫酸盐的区域时，它的新发现可能会是最新的线索。这片区域本应在更干燥的环境下形成。这种干燥的环境和该区域山脚下的情况截然不同，“好奇号”在山脚下发现了淡水湖泊存在的证据。

盖尔撞击坑是一块由大规模撞击所形成的古老遗迹，由水流和风携带的沉积物最终一层一层填入了撞击坑的底部。沉积物变硬后，风把分层的岩石侵蚀成高耸的山峰。现在岩层暴露在山坡上，每一层都揭示了火星历史中的不同时代，并隐藏了当时火星环境的线索。

加州理工学院的首席作者William Rapin说：“我们前往盖尔撞击坑的原因是它保存了火星变化的独特记录，火星气候何时以及如何开始演变又是另一个谜题，即火星表面的微生物何时产生以及能够生存多久?”谭老师地理工作室综合整理

他与合著者描述了“好奇号”于2017年探测的150米高的名为“萨顿岛”的沉积岩中发现的盐类。据名为“老肥皂”的一系列泥缝，研究小组得知该地区有间歇性的干旱期。但萨顿岛的盐类表明，淡水也同时浓缩成了盐水。

通常，当一个湖泊完全干涸时，会留下一堆的纯盐晶体。但萨顿岛的盐是与众不同的:其中一点就是，它们是矿物盐，而非食盐。它们也与沉积物混合。这表明它们是在潮湿的环境中结晶的——可能就在蒸发中的充满盐水的水塘下面。

考虑到地球和火星在形成早期都十分相似，Rapin推测萨顿岛可能类似于南美洲高原上的盐湖。水流从山脉流入这个干旱、高海拔的高原，形成了和火星的盖尔撞击坑类似的古老盆地。高原上的湖泊和盖尔撞击坑一样，深受气候变化的影响。

“在干旱时期，高原湖变得更浅，有一些可能会完全干涸，”Rapin说道，“无植物的情形甚至让它们看起来有点像火星。”

萨顿岛上富含盐分的岩石只是火星气候变化的线索之一。从“好奇号”2012年开始的整个探索过程来看，科学团队在火星上看到了一个从湿润到干旱的漫长周期。

 “好奇号”项目科学家Ashwin Vasavada说:“当我们爬上山峰时，我们看到了从湿润到干燥的地貌趋势。”（Ashwin Vasavada是NASA喷气推进实验室的工作者，喷气推进实验室担任了“好奇号”的火星科学实验室任务。）但这一趋势不一定以线性方式出现。它更有可能是混乱无序的，比如先是十分干燥的时期，就像我们在萨顿岛看到的；然后又出现非常湿润的时期，就像我们的“好奇号”正探索的“粘土部分”中看到的。”截至目前，探测器已经发现了许多在湖底缓慢沉积的平坦沉积层。

田纳西大学沉积层研究小组成员Chris Fedo指出，“好奇号”目前正在穿越大型岩石结构。这些结构可能只在拥有较高能量的环境中形成，比如大风吹过的地区或流动的溪水。

风或流水将沉积物堆积成逐渐倾斜的地层。当它们硬化成岩石时，就会变成类似于今年夏天“好奇号”进行探测的“青色山脊”这样的大型结构。

Fedo称：“发现倾斜层表明了一个重大变化：这里的景观不再完全处于水下， 我们可能已经告别了深湖时代。”

 “好奇号”已在这个遥远且含硫酸盐的区域中发现了更多的倾斜层。科学小组计划在未来几年内行进到倾斜层处，并探测岩石结构。如果它们是在干燥条件下形成，并持续了很长一段时间，可能就意味着这些含粘土的部分代表了一个介于两者之间的阶段——盖尔撞击坑的水历史进入了一个不同的时代。

Fedo说:“我们还不能断言是否在粘土部分看到风或河流的沉积作用，但我们可以肯定地说，这种情况是空前绝后的。”