本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
要了解火星,我们需要了解其与液态水时断时续的“探戈”。这不仅关系到在火星上寻找过去或现在生命,还关系到寻找这颗红色星球完整的化学、地球物理和气候历史。水是一种强大的地形和矿物改造剂,它的存在留下了层层复杂的线索——挑战在于将这些线索理清。
当好奇号最近发现火山口冲积扇中干涸河床的明确证据时,这只是火星历史中液态水喷涌、渗流并可能汇集在地表上的众多事件之一。
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现在,一项引人注目的新研究不仅发现了证据表明火星上存在液态水及其化学杂质,还发现了它存在的实际温度。 这些线索来自我们拥有的最佳资源之一,用于研究火星而无需真正前往那里——火星陨石。“辉玻岩”是一类火成岩(冻结的岩浆),大约在 13 亿年前在火星上形成,在大约 1100 万年前的一次巨大撞击事件中从地表喷射出来,并在过去 10,000 年中一直坠落到地球上(包括1911 年)。
根据这些岩石结晶的年龄和火星陨石坑的年代学,我们甚至可以将它们的起源地定位于火星北部的火山平原上的某个地方,即塔西斯或锡尔提斯高地。 研究这些陨石的详细结构和化学“脉络”为了解它们曾经存在于火星上的条件提供了独特的探针。 Bridges 和 Schwenzer 在《地球和行星科学快报》十二月刊上发表文章,展示了他们使用电子显微镜对一块辉玻岩中的矿物结构的调查。
他们的发现是,在岩石脉络中沉积的矿物演化过程的明确证据,这只能在热液态水存在的情况下发生。 首先是铁碳酸盐——在约 150 摄氏度(超热)的富含二氧化碳的水中结晶析出,其次是粘土状矿物,这些矿物在水冷却至约 50 摄氏度时形成。 所有这些物质都富含钠盐和钾盐——在微碱性混合物中。 换句话说,这些岩石浸泡在相当于热盐泉的环境中。
那么,是什么驱动了数百万年前火星上的这种环境呢? 作者推测,早期的小行星撞击火星可能融化了富含二氧化碳的冰水,并将其在高压下压入周围的地形——就像一只大手拍打一块湿海绵。 这种热水会流动并渗入火山平原的地下,逐渐冷却并沉积我们看到的所有矿物。
尽管辉玻岩可能只在这种热液水中浸泡了几个月,但有证据表明,它们曾经坐落的更深层岩石可能是寿命更长、化学成分丰富的潮湿环境的一部分。 而这种特殊类型的环境与地球上的热液系统直接类似,具有热水和我们所知的非常适合各种微生物生物生存的低酸度、富盐化学成分。
所有这些我认为再次表明,火星确实具有并且曾经具有强大的生命潜力——但火星宜居带的根本性质与地球的不同。 它似乎是间歇性的,并且在机制上依赖于撞击事件等方式,这可能是这颗尘土飞扬的红色星球独有的。