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NASA机遇号在火星发现“一堆蓝莓” 揭示古代火星水文环境

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 Connor Feng • 2018-12-06 19:10:27 来源:前瞻网 E1551G0

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在任务的早期,机遇号探测器发现了圆形富含铁的凝结物,绰号“蓝莓”,这是火星环境曾经非常湿润的几种不同证据之一。这张(伪彩色)照片捕捉到的区域只有1.2英寸(3厘米)宽。来源:NASA/JPL-Caltech/Cornell/USGS

2004年,美国宇航局的机遇号探测器在火星着陆仅仅几个月后,该探测器就发现了一个地质奇观:富含铁的微小球体散布在探测器着陆地点附近的岩石表面。任务团队中喜欢吃零食的科学家们将这些物体命名为“蓝莓”,但给这些物体命名远远比了解它们的成分简单。它们的组成至今仍然是一个谜。

要弄清楚这类“蓝莓”的起源,科学家们需要研究地球上看起来相似的球形构造。一项新的研究从这些地球上的类似物中获得了灵感,从而提供了一种新的化学概念,这种化学原理可能与这些火星蓝莓有关。反过来,这项研究也有助于揭示古代火星的样子。

蓝莓的诱人之处不仅仅在于它古怪的名字,同时它也是支撑我们认为火星曾经异常湿润这个理论的最早的证据之一。印第安纳州普渡大学(Purdue University)的行星科学家布里奥尼·霍根说:“不管这些岩石最开始的形成物质是什么,它们的出现都可以告诉我们它们曾经遭受长时间的流水冲刷。”

如果科学家们能够准确地分析这些蓝莓是如何形成的话,这可能有助于我们了解火星形成蓝莓时的情况,以及理论上在这种环境下可能会出现什么样的生命。

因此,这项新研究的团队前往到两个不同的陆地目的地:犹他州和蒙古,去寻找与火星蓝莓相似的岩石。这些岩石的构造与火星上的并不是完全一样,火星上的岩石只有地球上的十分之一大。我们地球上的岩石构造也没有火星上的那么有序。“它们都混在一起了,并且大小不同。”

但是去犹他州和蒙古比去火星要容易得多,所以尽管对比并不完美,科学家们还是使用了这些岩石特征用于研究。研究人员发现,这些岩石结构似乎是围绕一种叫做方解石的矿物核心构造而成的,而这种矿物只有外层才有富含铁的物质。“(发现的)那一刻非常激动人心,”地球化学家、名古屋大学(Nagoya University)的吉田英和(Hidekazu Yoshida)以及日本高知大学(Kochi University)的长谷川仁(Hitoshi Hasegawa)在给Space.com的电子邮件中写道。

基于这些实地观察和化学建模,科学家们认为,富含铁的、微酸性的洪水曾经冲刷过这些原始方解石结构。但与地球上的类似岩石不同,火星蓝莓似乎从头到脚都由赤铁矿组成,并不存在有方解石心脏。但研究人员表示,这可能意味着长期的过度冲刷侵蚀了方解石。

早期火星上这些化学反应(这些反应有可能发生过也有可能没有发生)的恼人细节有更大的影响。首先,这些细节与科学家对流经岩石形成“蓝莓”的水的兴趣有关。“水的化学成分可以告诉我们当时环境的可居住性,”Horgan说。

第二个潜在的影响可能与另一个长期以来关于火星的争论有关——火星曾经厚厚的大气层发生了什么变化。这项新研究的作者认为,这种大气可能消失在了蓝莓的方解石前体里锁定的碳酸盐离子中。

但亚利桑那州立大学行星地质学家、参与了“机遇号”任务的史蒂夫·拉夫(Steve Ruff)表示,这并不能解开火星大气之谜。“据我所知,我们能从轨道上绘制的赤铁矿地图面积并不大,”他说,其所占面积不及火星面积的1%。火星上没有足够的蓝莓来储存如此多的空气。

他说,他还担心地球上的岩石构造与火星上的“蓝莓岩石”构造不够相似,科学家无法很好地了解蓝莓。但拉夫并没有否认这篇新论文。“我对这个想法很感兴趣,”他说,“无论是在地球上还是火星上,这些小岩石的形成一直是个谜,关于这些物质是如何形成的,人们有很多想法。”

火星上的蓝莓非常小,为了真正解开它们的秘密,科学家们需要使用比现在在火星上的设备更复杂的工具。NASA的下一个漫游者,火星2020漫游者,将携带分辨率足够高的仪器来解决这些问题。但是探测器计划访问一个叫做杰泽罗陨石坑的地方,与机遇号发现蓝莓的平原相隔很远。

“在火星上去已经去过的地方不是NASA想做的事情,他们想去新的地方。”尽管如此,他说,他并没有放弃希望,他认为新的漫游者或许依然可以解决蓝莓之谜。“也许我们会幸运地看到火星2020漫游者发现类似蓝莓的岩石。”

霍根说,无论蓝莓化学物质的细微差别是什么,这篇新论文都提醒我们,火星地质学涉及的时间尺度是如此之大,而且这种时间尺度可能会带来复杂性。“时间在我们看到的矿物质中扮演着非常重要的角色,”霍根说,“我们应该要小心,这些岩石可能经历了很多事情。”

这项研究发表在12月5日的《科学进展》杂志上。

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