沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)

火星。一望无际的暗红色沙漠反映了这片土地古老而衰败的状态。它早早失去了活力,地壳停止了咆哮,所有的火山都熄灭了。贫瘠的土块一滴水也浸透不了,一望无际的戈壁看不到

火星。一望无际的暗红色沙漠反映了这片土地古老而衰败的状态。它早早失去了活力,地壳停止了咆哮,所有的火山都熄灭了。贫瘠的土块一滴水也浸透不了,一望无际的戈壁看不到任何渺茫的生机。无尽的风尘呼啸,卷起尘土,在微弱的阳光下像木偶一样翩翩起舞。这是一片荒凉的土地,却有一个旅人在慢慢前进。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图好奇号的自拍,摄于2019年5月12日|美国宇航局/JPL-加州理工学院/MSSS

这是人类的创造,好奇心,漫游者。它在未知土地的远端旅行,寻找这片土地上失落的故事。

7月9日,它把一张照片送回了它的故乡地球。照片的主角很普通:一块大约一个人肩膀宽的石头,土黄色,上面覆盖着细密的纹路层。这种石头在地球上可能没人见过,但NASA的科学家对它特别感兴趣。

就是这样一块不起眼的石头,让他们看到了一个古老的湖泊,波光粼粼的海浪,跳跃的湖水。甚至有可能在这样一个失落的天堂里,诞生了远古生命。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图(1)好奇号上的桅杆相机拍摄的火星沉积岩|美国宇航局/JPL-加州理工学院/MSSS

好奇号走进了“泥湾”

2011年,好奇号发射了L 空,它在火星上的盖尔克拉托尔着陆。在这个陨石坑里,有一个“富含粘土的区域”。顾名思义,这个地区的地表富含粘土矿物(俗称地球上的泥)。最近几个月,好奇号慢慢来到这里。粘土带中裸露的岩石为它提供了一个极好的机会来观察这一地区地壳组成的细节。

7月9日和10日,好奇号用它的“眼睛”(Mastcam相机,主要用于巡视前景)和“手相机”(火星手镜头成像仪,MAHLI,火星手镜头成像仪,一种固定在好奇号机械臂上的相机,可以近距离低角度拍摄)对这块有纹理的岩石进行了特写。根据人类对地球地质研究的经验,几乎可以肯定这是一个巨大的火星湖泊的遗迹。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图(2)好奇号“手持相机”拍摄的沉积层特写镜头|美国宇航局/JPL-加州理工学院/MSSS

沉积岩——一部古代环境史书

只有观察一块石头才能看到湖泊遗迹,首先是因为它是沉积岩,具有准确指示古环境的作用。

正如生物学家将地球上成千上万的生命分为动物、植物和真菌等许多类别一样,地质学家也会将地球上的岩石分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。

由热岩浆直接凝固而成,是火成岩;它是由地表堆积的砂石固结而成,是沉积岩;当这两种岩石在地壳中埋藏的时间足够长,以至于它们的成分发生变化时,就形成了变质岩。

岩石不仅存在于地球,而且存在于任何类地行星(如火星、金星、土卫六等。)甚至很多小行星,但大部分都是火成岩。沉积岩和变质岩很难形成。

沉积岩是表面沉积物(如砾石、沙子、粉末、灰烬和泥浆)压实和固结的产物。如果要让这些东西出现在一个星球的表面,必须有一个前提:表面必须有大气和水,能够长期磨蚀和破坏星球表面的岩石。此外,他们还要承担搬运工的角色,把这些破碎的杂物堆积起来,一点一点地掩埋,最后凝固成岩石。所以,一个星球表面出现沉积岩,至少可以说明在岩石形成的历史时期,这个星球有过大气和水流的作用。

那么,大气是怎么吹的呢?水流在地表形成了什么?是源远流长的河流还是浩瀚的湖海?这时,沉积岩会以其堆积方式、其堆积的特殊结构构造、其层厚和粒度等信息忠实地反映这一切。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图(3)在地球上,这样的沉积岩并不少见

这种对应非常准确。科学家认为,这次发现的火星岩石是一个古老湖泊的产物,因为这种岩石的沉积特征只能在湖泊独特的水动力参数中得到解释。

它由一层层精致的线条构成。就像树木年轮会随着时间的推移而逐渐增加一样,地壳表面的沉积物也会随着时间的推移而一层一层的堆积起来,最终形成一个连续的地层。地层的厚度,每个颗粒层的颗粒大小,所有这些参数都与水流的能量有关。

当某一层的泥沙颗粒很大时,说明携带它们的水流能量很强(否则动不了)。以泥为主的地层,往往是在风平浪静、水动力较弱的条件下(水流很弱,连沙子都搬不动,只有悬浮的泥水慢慢沉淀)。

除了成分之外,地层本身的质地也会反映当时的现状——当水体特别平静,不能被大风大浪搅起时,岩石中会留下细密的横纹层;但在巨浪频繁翻腾的环境下,地层中会留下巨大的交错层理。

大湖的中心往往有一个重要的特点:越靠近湖中心,湖床底部的沉积环境越平静(因为深,水面的波浪到不了),有利于细小均匀的颗粒层沉积;而在其他地表水域,如湖泊、河流等,水波的翻腾能量要么一直很强,要么时强时弱,不会像五大湖中心那样沉淀出如此细腻稳定的水平纹层。

发现一个古老的火星大湖已经足够令人兴奋了,但是科学家们仍然期待更多。其实从一开始就把盖尔陨石坑定为着陆点,就预示着好奇号此行一定也有重要使命。无论是前几年在岩面上磨,还是今天特别关注五大湖遗迹,都是最后主线上的规划节点。这条线索构成了人类对火星的终极疑问——这里是否有生命。

古老湖泊的遗迹自然是探索远古生命的最佳场所。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图(4)五大湖深邃而平静的深处一直是生物埋葬和沉积的绝佳环境|维基百科

深湖-化石博物馆

至少在地球上是这样。无论是现存的今天的五大湖,还是亿万年前的湖泊沉积物,无数雄辩的例子表明,深湖未必是生命活动最繁盛的地方,但绝对是生物死后最理想的安息之地。

要想在一个环境中有大量的生物繁衍,前提是要有维持生存的优良条件。但是,生物大量繁殖的地区并不一定有利于化石的保存。

对于水生生物来说,这些“生存的福地”往往以清澈干净的水体(透光、有助于光合作用、生态链的建立)和湍急的水流(有助于提供“活水”、溶解氧和营养物质的频繁输送)为特征。这些活着时能“撼天动地”的天堂,并不是埋葬尸骨的理想场所。富氧的水体,活跃的生态链,汹涌的水流,都无法让生物的遗骸稳定存在,更别说掩埋几百万年甚至几十亿年,最终成为化石。

如果一个生物想要被掩埋,大概应该满足以下几个条件:环境足够安静(避免水蚀扰动),化学反应不活跃(避免氧化),尽早掩埋(避免环境变化和大睡)。考虑到所有这些因素,大水域的沉降中心(如大湖中心和大陆架深槽)往往是最好的埋藏地。看看地球上众所周知的化石地层,你就知道了:从中国西南志留系龙马溪组那些结构细节丰富的笔石,到中国北方中生代热河生物群中栩栩如生甚至毛茸茸的中国龙,哪一个不符合这样的埋藏条件。

沉积岩有哪些(天然大理石的颜色和价格表)插图(5)在页岩、泥灰岩这类细腻的沉积岩中,往往有完整细致的化石。地球是这样,火星也是这样吗?化石博物馆

当你转换到另一个星球时,这些原则是一样的。只要火星上曾经出现过(哪怕是最原始的)生命,古代五大湖的湖心就为它们提供了最适合埋葬自己的环境。一旦你生活过,你就会留下印记。当微弱的阳光和湿润的地表沉睡在历史中,短暂的黄金时代成为后世干燥荒凉的岩石山,这个沉睡的外星世界仍将有机会重见天日。

或许,曾经存在生命的证据就藏在最近好奇号研究的这块蛋糕状的石头里!

你看,在茫茫黄沙中,一台没有生命的机器正在努力寻找生命的痕迹。这张图的冲击力不亚于红色沙漠和蓝色深海的鲜明对比,但或许是今天太阳系故事的最好注脚。

作者:追踪鹰

编辑:骏马

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