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NASA機遇號在火星發現「一堆藍莓」 揭示古代火星水文環境

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小康人家 發表於 2018-12-7 10:56 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  2018-12-06 19:10

  

  在任務的早期,機遇號探測器發現了圓形富含鐵的凝結物,綽號「藍莓」,這是火星環境曾經非常濕潤的幾種不同證據之一。這張(偽彩色)照片捕捉到的區域只有1.2英寸(3厘米)寬。來源:NASA/JPL-Caltech/Cornell/USGS

  2004年,美國宇航局的機遇號探測器在火星著陸僅僅幾個月後,該探測器就發現了一個地質奇觀:富含鐵的微小球體散布在探測器著陸地點附近的岩石表面。任務團隊中喜歡吃零食的科學家們將這些物體命名為「藍莓」,但給這些物體命名遠遠比了解它們的成分簡單。它們的組成至今仍然是一個謎。

  要弄清楚這類「藍莓」的起源,科學家們需要研究地球上看起來相似的球形構造。一項新的研究從這些地球上的類似物中獲得了靈感,從而提供了一種新的化學概念,這種化學原理可能與這些火星藍莓有關。反過來,這項研究也有助於揭示古代火星的樣子。

  藍莓的誘人之處不僅僅在於它古怪的名字,同時它也是支撐我們認為火星曾經異常濕潤這個理論的最早的證據之一。印第安納州普渡大學(Purdue University)的行星科學家布里奧尼·霍根說:「不管這些岩石最開始的形成物質是什麼,它們的出現都可以告訴我們它們曾經遭受長時間的流水沖刷。」

  如果科學家們能夠準確地分析這些藍莓是如何形成的話,這可能有助於我們了解火星形成藍莓時的情況,以及理論上在這種環境下可能會出現什麼樣的生命。

  因此,這項新研究的團隊前往到兩個不同的陸地目的地:猶他州和蒙古,去尋找與火星藍莓相似的岩石。這些岩石的構造與火星上的並不是完全一樣,火星上的岩石只有地球上的十分之一大。我們地球上的岩石構造也沒有火星上的那麼有序。「它們都混在一起了,並且大小不同。」

  但是去猶他州和蒙古比去火星要容易得多,所以儘管對比並不完美,科學家們還是使用了這些岩石特徵用於研究。研究人員發現,這些岩石結構似乎是圍繞一種叫做方解石的礦物核心構造而成的,而這種礦物只有外層才有富含鐵的物質。「(發現的)那一刻非常激動人心,」地球化學家、名古屋大學(Nagoya University)的吉田英和(Hidekazu Yoshida)以及日本高知大學(Kochi University)的長谷川仁(Hitoshi Hasegawa)在給Space.com的電子郵件中寫道。

  基於這些實地觀察和化學建模,科學家們認為,富含鐵的、微酸性的洪水曾經沖刷過這些原始方解石結構。但與地球上的類似岩石不同,火星藍莓似乎從頭到腳都由赤鐵礦組成,並不存在有方解石心臟。但研究人員表示,這可能意味著長期的過度沖刷侵蝕了方解石。

  早期火星上這些化學反應(這些反應有可能發生過也有可能沒有發生)的惱人細節有更大的影響。首先,這些細節與科學家對流經岩石形成「藍莓」的水的興趣有關。「水的化學成分可以告訴我們當時環境的可居住性,」Horgan說。

  第二個潛在的影響可能與另一個長期以來關於火星的爭論有關——火星曾經厚厚的大氣層發生了什麼變化。這項新研究的作者認為,這種大氣可能消失在了藍莓的方解石前體里鎖定的碳酸鹽離子中。

  但亞利桑那州立大學行星地質學家、參與了「機遇號」任務的史蒂夫·拉夫(Steve Ruff)表示,這並不能解開火星大氣之謎。「據我所知,我們能從軌道上繪製的赤鐵礦地圖面積並不大,」他說,其所佔面積不及火星面積的1%。火星上沒有足夠的藍莓來儲存如此多的空氣。

  他說,他還擔心地球上的岩石構造與火星上的「藍莓岩石」構造不夠相似,科學家無法很好地了解藍莓。但拉夫並沒有否認這篇新論文。「我對這個想法很感興趣,」他說,「無論是在地球上還是火星上,這些小岩石的形成一直是個謎,關於這些物質是如何形成的,人們有很多想法。」

  火星上的藍莓非常小,為了真正解開它們的秘密,科學家們需要使用比現在在火星上的設備更複雜的工具。NASA的下一個漫遊者,火星2020漫遊者,將攜帶解析度足夠高的儀器來解決這些問題。但是探測器計劃訪問一個叫做傑澤羅隕石坑的地方,與機遇號發現藍莓的平原相隔很遠。

  「在火星上去已經去過的地方不是NASA想做的事情,他們想去新的地方。」儘管如此,他說,他並沒有放棄希望,他認為新的漫遊者或許依然可以解決藍莓之謎。「也許我們會幸運地看到火星2020漫遊者發現類似藍莓的岩石。」

  霍根說,無論藍莓化學物質的細微差別是什麼,這篇新論文都提醒我們,火星地質學涉及的時間尺度是如此之大,而且這種時間尺度可能會帶來複雜性。「時間在我們看到的礦物質中扮演著非常重要的角色,」霍根說,「我們應該要小心,這些岩石可能經歷了很多事情。」

  這項研究發表在12月5日的《科學進展》雜誌上

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