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1849年，義大利化學家J. Usiglio在法國裡維埃拉進行了一系列海水蒸發實驗，確定了蒸發巖礦物從水環境中沉澱出來的順序。 在地球上，這些礦物主要是石膏和石鹽，與硼酸鹽、鉀鹽和鎂鹽有關。 如果在地層柱中發現這些礦物（不足為奇），它們是過去存在水的有力證據。
圖1. Groeden砂岩沉積於一個景觀中，該景觀由多年生和週期性河流、沖積扇、湖泊和沿海平原組成，氣候為半乾旱氣候（炎熱乾燥，季節性降雨過多）。 具有褶皺石膏層的成土層記錄了強烈的蒸發和水位波動。 上部交錯層理砂岩記錄了蜿蜒的河流通道與沙漠環境的沙丘交替出現的時期。
早在軌道上，火星全球勘探者號就識別出火星上的地形由分層物質組成，覆蓋了更崎嶇和多隕石坑的地形。 對這種地形的解釋範圍從火山熔岩片到風成沉積物，再到水中形成的沉積物。 為了闡明這些層的起源，有必要進行實地調查。 2004年，“機遇號”探測器降落在位於“梅里迪亞尼平原”的“鷹撞擊坑”中——這是一個平坦、均勻的平原，隕石坑很少，周圍是懸崖，具有可識別的分層結構。 “機遇號”在小隕石坑中發現了一些露頭，但暴露的地層柱非常短。 因此，探測器被引導到更大的“奮進撞擊坑”（直徑200米）。
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這個隕石坑的外緣提供了一個獨特的露頭——很快被命名為伯恩斯懸崖，以紀念Roger Burns，他根據海盜號任務獲得的初步結果，預測了火星岩石的礦物成分（主要由超基性礦物，如橄欖石和硫酸鐵礦物組成）。
沿著懸崖的斜坡，地質學家識別出一系列岩石型別或相，非正式地命名為“伯恩斯組”，這是當時唯一的地外地質構造。 伯恩斯組幾乎完全由砂岩組成，砂岩中含有玄武岩、氧化物、矽酸鹽和蒸發巖礦物（鈣和鎂-硫酸鹽、氯化物和磷酸鹽）顆粒。
伯恩斯組可以細分為三個巖段
- 下部單元為交錯層理砂岩，可能是乾涸湖床上形成的沙丘
- 中部單元為細層理砂岩，被解釋為古代砂席沉積物，覆蓋在下部單元之上，具有罕見的交錯層理層，可能代表零星的洪水事件。 該單元顯示出地下水滲透的各種影響，例如礦物溶解和新礦物沉澱。 褶皺層可能是由於礦物與地下水發生化學反應膨脹而形成的。
- 上部單元由細層理砂岩組成，但交錯層理砂岩層更為常見。 這些層還顯示出一種特殊的沉積特徵，稱為“槽狀交錯層理”——凹形的、相交的薄層組，在地球上僅在水下波痕的橫截面中發現。
圖2. 奮進撞擊坑東南緣伯恩斯懸崖的伯恩斯組（根據GROTZINGER et al. 2005），“機遇號”拍攝的影像 - NASA（公共領域影像）。
伯恩斯組記錄了從乾燥的沙丘地到潮溼的“鹽湖灘”環境的過渡。 滲透的水穩定了顆粒，使其免受火星風的侵蝕，並形成了扁平的砂岩層。 零星的洪水事件形成了波痕，在乾燥階段，蒸發巖礦物從蒸發的水中沉澱出來。 後來，梅里迪亞尼平原被水覆蓋了更長的時間——可能形成了一個淺湖。 從乾燥到潮溼條件的這種轉變可能在火星的過去發生過多次，因為下部單元的沙丘已經由較老的鹽湖灘沉積物中再加工的蒸發巖礦物形成。
伯恩斯組的年齡尚不清楚。 缺少大型撞擊坑和少量小型撞擊坑表明其年齡相對“年輕”，從諾亞紀（41億-37億年）到下赫斯珀里亞紀（37億-30億年）。
“好奇號”的著陸點是根據與“機遇號”著陸點相似的標準選擇的。 “蓋爾撞擊坑”是一個37億年前的“幽靈撞擊坑”，曾經被沉積物層覆蓋，後來侵蝕使撞擊坑出土。 “埃俄利斯山”是撞擊坑內的中心隆起，是一個具有分層結構的臺地——傳送到地球的第一張照片看起來很有希望……
參考文獻
CARR,M. H. (2006)：火星表面。 劍橋行星科學系列 - 劍橋大學出版社 - 紐約：307
GROTZINGER, J.P.，ARVIDSON, R.E.，BELL III, J.F.；CALVIN, W.；CLARK, B.C.；FIKE, D.A.；GOLOMBEK, M.；GREELEY, R.；HALDEMANN, A.；HERKENHOFF, K.E.；JOLLIFF, B.L.；KNOLL, A.H.；MALIN, M.； McLENNAN, S.M.；PARKER, T.；SODERBLOM, L.；SOHL-DICKSTEIN, J.N.；SQUYRES, S.W.；TOSCA, N.J. & WATTERS, W.A. (2005)：火星梅里迪亞尼平原伯恩斯組從乾燥到潮溼的風成沉積系統的地層學和沉積學。 地球和行星科學快報 240: 11-72