消失湖泊暗藏地球外生命線索

瑟爾斯湖（Searles Lake）長期以來受到水位變化、火山礦物和蒸發巖形成的影響。在2024年，衛星捕捉到罕見的景象，乾涸的湖床被水覆蓋。其富含礦物質的滷水與貝努小行星（asteroid Bennu）以及土星（Saturn）的衛星恩克拉多斯（Enceladus）上的沉積物有相似之處，這暗示著太陽系記憶體在著共同的地質過程。

[編者按：這是關於瑟爾斯湖和貝努小行星上發現的礦物相似性故事的第二部分。請閱讀第一部分。]在更新世（Pleistocene）時期，瑟爾斯湖的水位因該地區的地形和水源供應情況而大幅波動。該湖位於加利福尼亞州東南部莫哈韋沙漠（Mojave Desert）的一個封閉盆地中，是曾經由歐文斯河（Owens River）供水的五個相互連通湖泊系統的一部分。由於氣候變遷、構造活動和火山事件，這條河的流量隨時間有顯著變化。

2024年2月11日的衛星影象顯示，通常乾涸的瑟爾斯湖和附近的湖床在一段異常溼潤的時期後被水覆蓋。在自然色彩影象（上）中，湖泊呈現綠色，積雪呈白色斑塊狀。使用7 - 2 - 1波段的假彩色影象（下）增強了水與陸地的對比度，將積雪顯示為淺藍色，水顯示為深藍色，植被顯示為綠色。部分地表水可能也來自採礦作業中抽取的滷水。這些影象是由美國國家航空航天局（NASA）的Terra衛星使用中解析度成像光譜儀（MODIS）拍攝的。

當歐文斯河流量大時，歐文斯湖（Owens Lake）的水會流入中國湖（China Lake），再流入瑟爾斯湖。瑟爾斯湖的水會溢位到帕納明特湖（Panamint Lake），然後流入死亡谷（Death Valley）的曼利湖（Lake Manly）。瑟爾斯湖的水位有時會比當前盆地底部高出700英尺（200米）。當河流流量減緩時，瑟爾斯湖乾涸，促使大量蒸發巖形成，蒸發巖是水蒸發後形成的鹽類沉積礦床。

歐文斯河為瑟爾斯湖蒸發巖的形成提供了另一個關鍵因素——異常豐富的溶解礦物質。歐文斯谷（Owens Valley）和長谷火山口（Long Valley Caldera，一次大規模火山爆發留下的窪地）的火山岩風化是這些礦物質溶質的重要來源。火山口中富含鈉、鉀、碳酸氫鹽和碳酸鈣離子的地熱泉流入歐文斯河。

2024年4月8日， Landsat 9衛星上的陸地成像儀2（OLI - 2）拍攝了長谷火山口的影象。海拔較低的火山口呈棕色，周圍海拔較高的山丘被積雪覆蓋。歐文斯河從克勞利湖（Lake Crowley，1941年築壩形成的水庫）向東南流淌。

儘管在貝努小行星上發現的蒸發巖礦物特性表明它們是在液態水中形成的，但對於水的體積瞭解較少。史密森尼國家自然歷史博物館隕石館長、發表在《自然》雜誌上關於貝努小行星蒸發巖新報告的合著者蒂姆·麥科伊（Tim McCoy）表示，貝努小行星母體上的水可能存在於非常小的水囊中，也許只有一米厚，周圍是潮溼且正在乾涸的泥漿。

美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心（NASA's Goddard Space Flight Center）的行星地質學家漢娜·卡普蘭（Hannah Kaplan）說：『我們知道貝努小行星的母體沒有像瑟爾斯湖這樣的地表湖泊或河流。貝努小行星祖先上的水可能是透過地下滲透，在岩石孔隙和熱液系統的小裂縫中流動。』支援這一觀點的是，起源、光譜解釋、資源識別、安全 - 風化層探測器（OSIRIS - REx）航天器拍攝的貝努小行星影象顯示，一些巨石上有3到15釐米（1到6英寸）的碳酸鹽脈。上圖展示了其中一條脈。

麥科伊補充說，在矮行星穀神星（Ceres）上，航天器在其表面觀測到了類似的蒸發巖礦物，在土星的冰衛星恩克拉多斯上，會噴射出含有鈉鹽的水柱，這些地方可能藏有關於這種古老水性質的線索。

當瑟爾斯湖水位較高時，形成了標誌性的蒸發巖地貌——被稱為特羅納尖峰（Trona Pinnacles）的高大碳酸鈣尖塔（凝灰岩）。如上圖所示，這些尖塔大小和形狀各異，有些高達140英尺（40米）。

這些尖塔是在瑟爾斯湖水位較高、溫泉水湧出與鹼性水混合並與藻類群落相互作用的漫長過程中形成的。這些奇特的地貌曾出現在《星際迷航V》《迷失太空》《人猿星球》和《太空堡壘卡拉狄加》等電影和電視劇中。

麥科伊說：『這些尖塔看起來令人驚歎，它們由碳酸鈣構成，這是我們在貝努小行星上發現的礦物。』但美國國家航空航天局艾姆斯研究中心（NASA's Ames Research Center）的外星生物學家阿爾方索·達維拉（Alfonso Davila）提醒說，它們在很多方面有所不同。他指出，貝努小行星上的樣本是微小的薄片，而不是像瑟爾斯湖那樣的大規模沉積物。

達維拉指出，火星（Mars）、矮行星穀神星和土星的衛星泰坦（Titan）也是科學家在其表面發現大規模蒸發巖沉積物的天體。上圖展示了穀神星上的碳酸鈉沉積物，這可能是隕石撞擊冰殼形成洞穴後，滷水溢位火山口的產物。

達維拉說：『瑟爾斯湖提供了重要線索，但要記住，貝努小行星、穀神星或恩克拉多斯上的蒸發巖礦物所經歷的過程，在某些方面可能與瑟爾斯湖的情況大不相同。地球有大氣層、生命、液態海洋和溫暖的溫度。我們不能對貝努小行星一概而論。』

美國國家航空航天局地球觀測站的影象由勞倫·多芬（Lauren Dauphin）使用美國地質調查局的Landsat資料以及美國國家航空航天局EOSDIS LANCE和GIBS/Worldview的MODIS資料製作。貝努小行星的OSIRIS - REx照片最初發表於卡普蘭等人的研究中，由漢娜·卡普蘭提供。